Устройство для спектрального анализа Советский патент 1992 года по МПК G01J3/00 

Изобретение относится к области атомного спектрального анализа и может быть использовано при определении состава продуктов износа в смазочных маслах, водных и других растворах, биологических и медицинских объектах, сельскохозяйственных и пищевых продуктах, объектах экологии и т.п.

Известно устройство для смены электродов, содержащее держатели пар электродов с системой подачи напряжения на них, механизм подачи электродов к месту возбуждения дуги и приемник для сбора электродов, причем держатели каждой пары электродов размещены в отдельных кассетах, а механизм подачи кассет содержит наклонные направляющие, обеспечивающие перемещение кассет под действием их собственного веса,и анкерные вилки для остановки и пуска кассет по одной из наклонных направляющих.

Недостатком данного устройства является низкая экспрессность и большой расход материала электродов. С помощью этого устройства невозможно одновременно с анализом производить концентрирование проб, что сужает функциональные возможности устройства и кроме этого невозможно использовать оба конца электродов, что увеличивает расход материала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее сменный поворотный барабан, источник питания дуги с двумя клеммами, держатели с электродами, установленными в скользящем контакте с клеммами, и механизм подачи

Х|

41

00

сл ел

fcb

электродов к месту возбуждения спектра, причем держатель электродов выполнен в виде сменного поворотного барабана, по образующей боковой поверхности которого расположены на равных расстояниях друг от друга пары электродов - верхние и нижние, направленные навстречу друг другу, а верхние электроды электрически соединены между собой и имеют постоянный скользящий контакт.

Конструкция устройства обеспечивает повышение экспрессности за счет экономии времени на смену отработанной пары электродов новой парой. Однако это устройство вследствие своих конструктивных особенностей не может использоваться для одновременного концентрирования и анализа проб, так как нижние концы верхних электродов используются в процессе анализа только в качестве подставных, а их верхние концы закреплены в держателях. Верхние концы нижних электродов используются только в качестве носителей пробы, нижние концы которых также закреплены в держателе. Поэтому это устройство не может быть использовано для анализа веществ, требующих предварительного концентрирования, что ограничивает его функциональные возможности. Данное устройство не позволяет также использовать при анализе оба конца одного и того же электрода, что приводит к неоправданному расходу материала электродов.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей, повышение экспрессности и экономии материала электрода.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для спектрального анализа, содержащем сменный поворотный барабан, источник питания дуги с двумя клеммами, держатели с электродами, установленными в скользящем контакте с клеммами, и механизм подачи электродов к месту возбуждения спектра, поворотный барабан расположен в вертикальной плоскости, держатели электродов установлены на осях, перпендикулярных плоскости барабана с возможностью вращения, оси снабжены противовесами и контактными пластинами, боковые поверхности которых параллельны контактным поверхностям клемм.

На чертеже показано устройство для спектрального анализа.

Устройство содержит стойку 1, на которой установлен сменный поворотный барабан 2, вращаемый двигателем 3. На стойке закреплен также храповик А, который входит в пазы диска 5. что обеспечивает полную установку барабана. На барабане

имеются сквозные отверстия 6. служащие для установки свободно вращающихся разъемных держателей 7, состоящих из зажимов и стержней, на концах которых имеются маятниковые грузы 8 и контактные пластины 9, боковые поверхности которых параллельны контактным поверхностям клемм 10, положение которых можно регулировать в вертикальной и горизонтальной

0 плоскостях. Клеммы 10 подключены к источнику питания 11. Электроды 12, вертикальная ось которых параллельна боковым поверхностям контактных пластин и клемм, установлены в держателях при помощи под5 пружиненных упоров 13 и имеют в верхних концах полости 14, а нижние концы заточены на конусы. Для контроля межэлектродного промежутка имеется шаблон 15, закрепленный на стойке 1.

0 Работает устройство следующим образом.

В соседние отверстия 6 на барабане 2 на расстоянии, равном длине электрода и ширине межэлектродного промежутка,

5 вставляются держатели 7 с маятниковыми грузами 8, К держателям 7 крепят зажимы для электродов 1. Отжав пружинный упор 13, вставляют в зажимы держателей 7 электроды 12 одинаковой длины, закрепив их в

0 средних частях между их концами, полостями 14 вверх, а конурами вниз. Межэлектродный промежуток выставляют по шаблону 15, закрепленному на стойке 1. Барабан со стойкой выставляют на оптической оси

5 спектрального прибора (на чертеже не указан) по теневой проекции электродов 12. Клеммы 10, закрепленные на стойке 1, подводятся к контактным пластинам 9 путем перемещения в вертикальной и горизон0 тальной плоскостях. При этом боковые поверхности контактных пластин 9 должны совместится с контактными поверхностями клемм 10, что обеспечивает подачу напряжения на два анализируемых электрода 12

5 и фиксирует их вертикальное положение, исключая случайные сдвиги электродов 12с оптической оси во время горения электрической дуги, Далее, при помощи электродвигателя 3 барабан 2 поворачивают на

0 необходимый угол до фиксации храповиком 4, входящим в пазы диска 5.

При этом верхний электрод 12 становится нижним, а в верхний держатель 7 помещают следующий электрод 12 и вновь

5 контролируют межэлектродный промежуток. Описанную выше операцию повторяют до установки всех электродов 12 на сменный барабан 2. Соответственно боковые поверхности контактной пластины 9 держателя 7, перемещаясь вниз, совмещаются с контактными поверхностями нижней клеммы, а контактные поверхности верхней клеммы 10 совмещают с боковыми поверхностями следующей пластины 9 При повороте барабана 2 все электроды 12, закрепленные во вращающихся держателях 7, сохраняют свое вертикальное положение за счет маятниковых грузов 8, что исключает опрокидывание электродов и потерю проб. В полости 14 всех электродов 12, кроме нижнего электрода, выведенного на оптическую ось, помещаются исследуемые пробы и стандартные образцы. От источника питания 11 через клеммы 10, контактные пластины 9 и держатели 7 на два электрода 12, установленных на оптической оси.подается напряжение и между ними зажигается электрический разряд. При этом возбуждается и регистрируется спектр материала электродов для учета примесей при даль- нейших измерениях (глухой опыт). Тепло, выделяемое при горении электрической дуги, за счет теплопроводности и конвекции передается в полость верхнего электрода, вследствие чего происходит отгонка основы анализируемой пробы и концентрирование примесей. Температура нагрева пробы в полости 14 зависит от режима электрического разряда, длины электрода 12, материала, из которого он изготовлен, формы и массы де- ржателя 7, от температуры и скорости воздушных потоков и других факторов и подбирается в зависимости от свойств объекта анализа при предварительных исследованиях. Время, необходимое для отгонки основы, зависит от количества исследуемой пробы, ее свойств и также подбирается экспериментально.

Далее процесс повторяется и за один период времени дуга используется в качест- ве источника тепла для озоления пробы, находящейся в полости 14, расположенной в верхнем конце верхнего электрода 12, и одновременно для возбуждения концентрата предыдущей пробы, расположенной в поло- сти верхнего конца нижнего электрода 12, что увеличивает экспрессность анализов.

Таким образом верхним электрод используется не только для создания электрического разряда (как подставной), но и одновременно для концентрирования анализируемой пробы в его полости, что позволяет одновременно использовать оба конца электродов и экономить их материал.

Барабан 2 поворачивают до тех пор, пока не будут зарегистрированы спектры всех проб и стандартных образцов.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что значительно расширяются его функциональные возможности за счет одновременного концентрирования и анализа проб на содержание примесей без их предварительной подготовки, повышается в 3-5 раз экспрессность анализа за счет исключения потери времени на подготовительные операции по концентрированию проб (время на разогрев нагревательного прибора, установку электродов на подставку, отгонку основы, перенос и охлаждение емкости с пробой, установку подставных электродов в держатели), в два раза экономится материал электродов за счет использования в процессе анализа обоих концов одного и того же электрода.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Устройство для спектрального анализа, содержащее сменный поворотный барабан, источник питания дуги с двумя клеммами, держатели с электродами, установленные в скользящем контакте с клеммами,, и механизм подачи электродов к месту возбуждения спектра, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, повышения экспрессности и экономии материала электродов, поворотный барабан расположен в вертикальной плоскости, держатели электродов установлены на осях, перпендикулярных плоскости барабана с возможностью вращения, оси снабжены противовесами и контактными пластинами, боковые поверхности которых параллельны контактным поверхностям клемм.

w

i з и

Использование, в области оптического спектрального анализа нефтепродуктов, биологических, жидких и других проб, в машиностроении, транспорте, сельском хозяйстве и медицине. Сущность: в устройстве для спектрального анализа, содержащем сменный поворотный барабан, источник питания дуги с двумя клеммами, держатели с электродами, имеющие скользящий контакт с клеммами, и механизм подачи электродов к месту возбуждения спектра, поворотный барабан расположен в вертикальной плоскости, держател и электродов установлены на осях, перпендикулярных плоскости барабана, с возможностью вращения, снабжены маятниковыми грузами и контактными пластинами, боковые поверхности которых параллельны вертикальным осям электродов, закрепленных за свои средние части и имеющих полости в верхних концах, а контактные поверхности клемм параллельны боковым поверхностям контактных пластин. 1 ил.