Устройство атомизации аэрозолей для спектрального анализа

 

УСТРОЙСТВО АТОМИЗАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА, СОдержасГее трубку из тугоплавкого диэлектрического материала, систему атомизации пробы, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и улучшения воспроизводимости анализа труднолетучих элементов, система атомизации пробы выполнена в виде электродов, установленных по всей длине трубки и -подключенных к обкладкам накопительных конденсаторов, одни из которых соединены с одним полюсом источника высокого напряжения непосредственно , другие соединены с другим полюсом этого источника через блокирующие диоды и переменный резистор , цри этом величина емкости конденсатора , подключенного к одной из { пар электродов, на 10-30% меньше (Л емкости любого другого накопительного конденсатора. -ьЧ i-FT 00 ЭО f Съ Cs с Г Vy V Vs

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) {И) 3{Я) C 01 J 3 .42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ П=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ . (21) 3324280/18-25 (22) 17.07.81 (46) 30.08.83. Вюл. 9 32 (72) Е.Я. Андурский, Т.К. Айдаров и Ф.Ф. Султанбеков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда

ВЦСПС в г. Казани (53) 543.42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 432351, кл. G 01 J 3/42, 1.972.

2. Loffin Н.R., Christian M.

Robinson J..И. The coutinuous determination of lead in air Spectroscopy

Letters. 1970, v.3, Р 7, р. 161-174 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО АТОМИЗАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА, содержащее трубку из тугоплавкого диэлектрического материала, систему атомизации пробы, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и улучшения воспроизводимости анализа труднолетучих элементов, система атомизации пробы выполнена в виде электродов, установленных по всей длине трубки и подключенных к обкладкам накопительных конденсаторов, одни из которых соединены с одним полюсом источника высокого напряжения непосредственно, другие соединены с другим полюсом этого источника через блокирующие диоды и переменный резистор, при этом величина емкости конденсатора, подключенного к одной из Я пар электродов, на 10-303 меньше емкости любого другого накопительного конденсатора.

1038814

Изобретение относится к устройствам для создания атомных паров и может найти применение в спектральном приборостроении, а также ри про-. ведении атомно-абсорбционного или атомно-флуоресцеífного анализа аэро. золей труднолетучих элементов, содержащихся в воздухе или газовой среде для контроля технологических процессов или чистоты воздушной среды в различных отраслях промышлен- 10 ности.

Известно устройство, которое применяют для атомизации жидких и твердых проб путем затягивания газового

Пламени и введения определяемых элементов в трубку и таким образом позволяющие создавать протяженные аналитические зоны при атомно-абсорбционных или атомно-флуоресцентных измерениях P1).

Недостатком данного устройства является невозможность атомизации труднолетучих химических элементов вследствие низкой температуры и ее градиента вдоль аналитической зоны, что приводит к эффекту "памяти трубки", снижению чувствительности и воспроизводимости атомно-абсорбционных и атомно-флуоресцентных измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство атомизации аэрозолей для спектрального анализа содержащее трубку иэ тугоплавкого электрического материала, систему атомизации пробы. Устройство пред- 35 ставляет собой Т-образную кварцевую трубку (адаптер), в ответвлении средней части помещены графитовые стержни, с которых происходит испарение пробы, стержни нагревают 40 высокочастотным полем. Горизонтальная часть адаптера тоже нагревается до 800-1000 С )2 1.

Основным недостатком прототипа является низкая эффективность атомизации труднолетучих элементов, так как свободные атомы, попадая из зоны высокочастотного нагрева в горизонтальную часть трубки с бонее низкой температурой, образуют окислы, что приводит к снижению чувствительности атомно-абсорбционных определений труднолетучих элементов. Кроме того, неравномерность заполнения атомных паров при отсосе воздуха в горизонтальной части адаптера снижает воспроизводнмость атомноабсорбционных измерений.

Цель изобретения — повышение чувствительности и улучшение воспроизводимости анализа труднолету- 60 чих элемейтов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве атомизации аэрозолей для спектрального анализа, содержащем трубку из тугоплавкого 6с; диэлектрического материала в виде электродов, установленных по всей длине трубки и подключенных к обкладкам накопительных конденсаторов, одни из которых соединены с одним полюсом источника высокого напряжения непосредственно, другие соедииены с другим полюсом этого источника через блокирующие диоды и переменный резистор, при этом величина емкости конденсатора, подключенного к одной из пар электродов, на 10-ЗОЪ меньше емкости любого другого накопительного конденсатора.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из кварцевой трубки 1 с патрубком 2, парных элек.

rpopoa 3, расположенных по винтовой линии, чтобы атомизировать аэрозоли по всему сечению трубки. C одной стороны электроды по всей длине трубки подключены к обкладкам конденсаторов 4 и высоковольтному источнику 5 питания непосредственно, а с другой — через блокирующие диоды б и переменный резистор 7 также к источнику 5 питания.

Устройство работает следующим образом.

При включении аспиратора (не показан), соединенного с патрубком 2, затягивают с малой скоростью (0,51,0 л/мин) анализируемый газ (воздух) через концы горизонтально расположенной трубки 1 и одновременно для зарядки конденсаторов 4 включают высоковольный источник 5 питания.

Первым достигает напряжения пробоя конденсатор меньшей емкости, подключенный, например, к средней центральной паре электродов. Пробой межэлектродного промежутка roïðîâoæäàется интенсивным излучением, выделением тепла в микрообъеме, ионизацией газа и атомизацией аэрозолей в протекающем газа. Распространяющаяся зона ионизации ускоряет наступление пробоев других разрядных промежутков от центра к концам трубки, что приводит к быстрому созданию свободных атомов по.всему объему трубки. Окончание цик.па разрядов совпадает с просвечиванием аналитической зоны и затем импульсного отсоса продуктов атомизации аэрозолей из трубки.

Для обеспечения самостоятельного разряда (дуги) между электродами при нормальном давлении воздуха длительность импульса (если выбрать ток разряда порядка 2-3 А, достаточный для атомизации аэрозолей, и сопротивление 1 10 Ом при напряжении 20 кВ ) составит величинy lg с, при этом

6 емкость первого накопительного конденсатора равна 10 ф. Процесс формирования разрядов на электродах, накопление энергии на конденсаторах

1038814

Составитель О., 1атвеев

Редактор В. Петраш Техред И.Гайду Корректор А. Ильин

Заказ 6217/49 . Тираж 873 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 от высоковольного источника, импульсный отсос продуктов атомизации вещества из объема атомизирующего устройства, регистрация уровня аналитического сигнала Йбсорбции взаимосвязаны. Это дает возможность. в течение короткого времени получатв непрерывную информацию о химическом составе аэрозолей, содержащихся в газовой среде, например в воздухе.

Благодаря высокой температуре плазмы электрических разрядов, созданию протяженной зоны атомизации в предлагаемом устройстве обеспечивается повышение чувствительности атомно-абсорбционного определения труднолетучих элементов, содержащихся в виде аэрозолей в газовом потоке, что расширяет применение метода спектрального анализа. Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известным являются исключение явления "памяти трубки" и воз10 можность прямого определения химического состава аэрозолей при контроле загрязнений в окружающей среде.