Устройство для возбуждения спектра Советский патент 1992 года по МПК G01J3/10 

Изобретение относится к электрическим разрядам, используемым для испарения вещества и возбуждения спектров при эмиссионном спектральном анализе.

Известно устройство для получения сильноточной дуги, горящей между тремя электродами, разнесенными в пространстве на 120° друг от друга, установленными в одной плоскости, и четвертым электродом, расположенным вертикально по отношению к этим трем электродам.

Однако у этого устройства низкая точность анализа, связанная со сравнительно низкой стабильностью дугового разряда.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для получения многоэлектродного дугового разряда, содержащее три размещенных в горизонтальной плоскости электрода, отстоящих друг относительно друга на 120°. С целью стабилизации дугового разряда, влияющего на повышение точности анализа,

оно дополнительно содержит еще три электрода, установленных аналогично имеющимся, образуя с ними этажерку. Известный источник возбуждения спектра основан на генерации сильноточного дугового разряда и обеспечивает спектральный анализ достаточно широкого класса веществ: порошков и аэрозолей.

Однако устройству присущи существенные недостатки. Поскольку устройство основано на генерации сильноточного дугового разряда, оно вызывает эрозию электродов, это приводит к нестабильности процесса разряда и требует наличия дополнительных механизмов подачи электродов. Эрозия электродов существенно влияет на чистоту пробы и снижает точность анализа. Цилиндрообразная плазма в этом устройстве создается принудительно, поэтому замкнутой картины цилиндра не получается. Это приводит к снижению достоверности результатов, обусловленному тем, что внут„ s VI

5

VJ

О

ри цилиндра создаются различные условия для движения частиц исследуемой пробы.

Целью изобретения является повышение точности анализа за счет стабилизации разряда.5

Устройство для возбуждения спектра содержит шестифазный источник питания, посредством которого на концах электродов генерируется высоковольтный слаботочный разряд, например тлеющий. К 10 шестифазному источнику питания электроды подключены в последовательном порядке со сдвигом по. фазе на 2 л/6 . Торцы электродов размещены в одной горизонтальной плоскости по окружности на рав- 15 ном расстоянии R друг от друга и связаны с током фазы фаз соотношением R 1001фаз.

При подаче напряжения питания на электроды на их торцах возникает слаботочный разряд, например тлеющий, связываю- 20 щий между собой все торцы электродов и образующий в итоге устойчивый плазменный шатер, внутри которого подается исследуемая проба.

На фиг.1 изображена схема устройства 25 для возбуждения спектра; на фиг.2 - схема подключения электродов к источнику питания; на фиг.З - картина плазменного шатра.

Устройство выполнено в виде источника возбуждения спектра, содержащего 30 шесть медных электродов 1-6 диаметром 10-мм, заточенных на конус. Электроды установлены в пространстве таким образом, что торцы электродов размещены в одной горизонтальной плоскости по окружности 35 20 мм и отстоят друг от друга на одинаковом расстоянии, через 60°. В качестве источника питания использован шестифазный трансформатор 7, обеспечивающий кВ и ,1 А. Величина тока поддерживается с 40 помощью балластных индуктивных сопротивлений 8, включенных в каждую фазу вторичной цепи.

Устройство работает следующим образом.45

При включении источника 7 питания на концах электродов 1-6 зажигается тлеющий разряд с протеканием тока между соседними и диаметрально противоположными электродами. В итоге образуется 50 вертикально расположенный плазменный шатер с рабочей зоной до 40 мм и замкнутой в кольцо токовой областью, являющейся основанием шатра, В центр шатра вводится проба - аэрозоль. Мелкодисперсные части- 55 цы вводятся внутрь шатра под действием

конвекции, внутри они нагреваются, испаряются и возбуждаются. Генерируемое излучение отбирается из шатра для анализа, Следует отметить, что при увеличении межэлектродных расстояний, связанных предложенным Соотношением С фаз, СПЛОШНОСТЬ

шатра нарушается, суменыиением этого расстояния сплошность шатра сохраняется, но при этом падает мощность плазмы.

Устройство позволяет проводить спектральный анализ аэрозолей, в том числе осушенных. При этом стабильность разряда достаточно высока и обусловлена, в первую очередь, тем, что плазменный шатер в предложен ном устройстве формируется взаимно перетекающими токами. Имеющая место естественная конвекция, обеспеченная размещением торцов электродов в горизонтальной плоскости, создает устойчивую картину плазменного шатра, в основании которого есть область пониженной температуры, куда подают анализируемую пробу. Поскольку скорости движения конвекционного потока низкие, вещество достаточно долго пребывает в плазменной оболочке, что приводит к эффективному нагреву вводимого вещества и его последующему испарению и возбуждению, что обеспечивает повышение точности анализа. Кроме того, точность измерений обусловлена самим режимом горения разряда, обеспечивающим практическое отсутствие эрозии электродов, что приводит также к стабильности разряда.

Формула изобретения

1.Устройство для возбуждения спектра, содержащее шесть размещенных по окружности электродов, подключенных к шестифазному источнику питания, способному зажигать между рабочими концами электродов электрический разрядТ отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа за счет стабилизации разряда, источник питания выполнен с возможностью зажигать между рабочими концами электродов высоковольтный слаботочный разряд, а рабочие концы электродов размещены в одной горизонтальной плоскости на одинаковом расстоянии R друг относительно друга, связанном с током фазы источника фаз соотношением R 100 фаз.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что источник питания выполнен с возможностью зажигания тлеющего разряда.

Х

х 4

з-Ч

Изобретение относится к электрическим разрядам, используемым для испарения вещества и возбуждения спектров при эмиссионном спектральном анализе. Цель - повышение точности анализа. Устройство содержит шесть стержневых электродов, размещенных в пространстве на равном расстоянии R (мм) о.цин от другого так, что торцы установлены по окружности в горизонтальной плоскости, а расстояние R связано с фазовым током фаз(А) соотношением R 1001фаз. Электроды подключены к шестифазному источнику питания. На рабочих концах электродов зажигается высоковольтный слаботочный разряд. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

-СЭ- I-dh

U2.2

Фи2.1