Ультразвуковой распылитель аэрозоля для масс-спектрального и спектрального анализов

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ АЭРОЗОЛЯ ДЛЯ МАСС-СПЕКТРАЛЬНОГО И СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗОВ, содержащий вертикально установленный корпус для анализируемой жидкости, размещенную под ним емкость со связующей жидкостью, разделительную диафрагму , установленную между корпусом и емкостью, и контактирующий с последней пьезокристалл, о т л и .ч а ю щ с я тем, что, с целью обеспечения возможности получения высокой точности,стабильности и воспроизводимости дозировки потока аэрозоля, повышения производительности распылителя и снижения его себестоимости, он снабжен установленной в корпусе камерой с отверстием на боковой поверхности, при этом разделительная диафрагма выполнена в виде фокусирующей ультразвуС 9 ковой линзы, вогнутая часть которой обращена к корпусу для анализи л руемой жидкостиi а плоская - к емкости со связукицей жидкостью, причем пьезокристалл выполнен плоским.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (11) g 4 В 05 В 17/06. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)

2 а

I

1 (21) 3738519/23-05 (22) 21 . 03 . 84 (46) 23.11.85. Бюл. У 43 (71) Ивановский государственный университет им. Первого в России

Иваново-Вознесенского общегород ского. Совета рабочих депутатов (72) В.И. Смирнов, В.Н. Латышев, П.В. Белов и Е.А. Работяшкина (53) 66.069.83 (088.8) (56) Прайс В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия.

М.: Мир, 1976, с. 45, рис. 10.

Там же, с. 49-50, рис. 13. (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ

АЭРОЗОЛЯ ДЛЯ МАСС-СПЕКТРАЛЬНОГО И

СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗОВ, содержащий вертикально установленный корпус для анализируемой жидкости, размещенную под ним емкость со связующей жидкостью, разделительную диафрагму, установленную между корпусом и.емкостью, и контактирующий с последней пьезокристалл, о т л и ,ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения высокой точности, стабильности и воспроизводимости дозировки потока аэрозоля, повышения производительности распылителя и снижения его себестоимости, он снабжен установ.ленной в корпусе камерой с отверстием на боковой поверхности, при этом разделительная диафрагма выполнена в виде фокусирующей ультразвуковой линзы, вогнутая часть которой обращена к корпусу для анализируемой жидкости, а плоская — к емкости со связующей жидкостью, при:чем пьезокристалл выполнен. плоским.

1 11

Изобретение относится к устройствам,для распыления растворов жидкостей в форме аэрозоля и с помощью ультразвука и может быть использова-. но для точной и стабильной подачи распыляемого .вещества в рабочее пространство, например для подачи присадок рабочих тел в пламена.

Цель изобретения — обеспечение возможности получения высокой точности, стабильности и воспроизводимости дозировки потока аэрозоля, повышения производительности распылителя .и снижения его себестоимости за счет использования более де.— шевого плоского пьезокристалла. л

На чертеже изображен ультразвуковой распылитель, общий вид.

Ультразвуковой распылитель содержит установленный корпус 1 для анализируемой жидкости, размещенную под ним емкость 2 со связую" щей жидкостью 3, разделительную диафрагму, установленную между корпусом 1 и емкостью 2,.и контактиру1 ющий с последней пьезокристалл 4 °

Кроме того, ультразвуковой распылитель снабжен установленной в. кор,пусе 1 камерой 5 с отверстием 6 на боковой поверхности (1,5 мм).

Разделительная диафрагма выполнена в виде фиксирующей ультразвуко вой,линзы 7, вогнутая часть которой обращена к корпусу 1 для анализируемой жидкости, а плоская — к емкости 2 со связующей жицкостью 3, причем пьезокристалл 4 выполнен плоским.

Уровень раствора в камере 5 должен быть выше уровня раствора в корпусе i для анализируемой жидкости.

В центре верхней части корпуса 1 .расположена цилиндрическая камера 8 ультразвукового фонтана, Слив и заливка раствора осуществляется через кран 9.

Поднятие уровня раствора в ка-. мере 5 происходит при откачке воздуха через, кран 10. Подвод газаносителя осуществляется через штуцер

1,1, а вынос аэрозоля в рабочий объем через штуцер 12.

Ультразвуковой распылитель аэро-, золя для масс-спектрального и спектрального анализов работает следующим образом.

Напряжение от ультразвукового генератора (не показан) частотой

92862

2,6 мГц, подаваемое на пьезокристалл 4, заставляет его колебаться с резонансной частотой. Через прослойку связующей жидкости 3 энергия ультразвуковых колебания передается на плоскую часть ультразвуковой линзы 7, в связи с чем они, не преломляясь, и практически без отражения, проходят в объем линзы 7, а затем падают на вогнутую поверхность ультразвуковой линзы 7.

Из-за разности скоростей распространения: ультразвука в веществе ультразвуковой линзы 7 и распыля15

55 емом растворе на границе раздела происходит преломление направления распространения ультразвуковых колебаний, в результате чего они фокусируются вогнутой поверхностью линзы 7 в область малого размера. Подбором высоты уровня раствора анализируемой жидкости в зависимости от плотности раствора можно добиться того, что ультразвуковые колебания будут сфокусированы на поверхность раствора. Возникающее при этом мощное радиационное давление приводит к появлению ультразвукового фонтана, сопровождающегося интенсивным образованием аэро-, золя. Струя фонтана на излете падает на стенки цилиндрической камеры 8 и по ним стекает в основной объем корпуса 1.

Газ-носитель, поступающий через штуцер 11, выносит аэрозоль через штуцер 12 в рабочий объем.

Поддержание постоянства уровня анализируемой жидкости в корпусе 1 необходимо для обеспечения постоянства скорости образования аэрозоля, а значит точности, стабильности и воспроизводства потока аэрозоля в рабочий объем. Это обеспечивается специальной, объединенной с корпусом 1 камерой 5 с отверстием 6 на боковой поверхности. При заливке распылителя, оперируя кранами 9 и 10, добиваются того, что уровень жидкости в камере 5 эа счет некоторого разрежения воздушного пространства в ней, оказывается выше уровня жидкости в корпусе 1. Далее уровень жидкости в корпусе 1 с помощью кра" на 9 устанавливается вровень с верхним краем отверстия 6.

В процессе работы газ-носитель выносит раствор в виде аэрозоля из кор1192

Составитель А. Чал-Борю

Редактор Н. Тупица Техред И.Асталош

Корректор А.Обручар

«ф

Подписное

Заказ 7203/11 Тираж 688

ВНИИПИ 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 пуса 1, что должно приводить к понижению уровня поверхности анализируемой жидкости, а значит и к изменению условий фокусировки ультразвуковых колебаний на:поверхности. Одна- ко, при.этом верхний край отверстия 6 оказывается abase уровня поверхности анализируемой жидкости, что приводит к выпиванию части раствора из камеры 5 до момента, когда уровень .10 поверхности вновь не равняется с верхним краем отверстия 6, и не закроет его.

Таким образом, осуществляется автоматическое поддержание уровня 1 анализируемой жидкости в корпусе 1 в течение очень длительного времени, что обеспечивает высокую точность, стабильность и воспроизводи-. мость дозировки потока газа-носителя .в:рабочий объем.

Эксплуатация ультразвукового раепылителя аэрозоля. предлагаемой конструкции на экспериментальной установке анализа тугоплавких .металлосо- д держащих соединений в пламенах методом масс-спектрометрии сверхзвуко862 4 вых молекулярных пучков и спектрофотометрии показала, что он обладает высокой точностью, стабильностью и воспроизводимостью дозировки потока аэрозоля в рабочий объем, не уступая в этом отношении известным, ис- пользуемым в аналитических -целях пневматическим распыпителям.

Вместе с тем, ультразвуковой рас-. пылитель предлагаемой конструкции превосходит пневматические на дватри порядка по производительности, что в ряде случаев делает его гримекение исключительным.

Таким образом, за счет применения плоского высокочастотного пьезокристалла с ультразвуковой линзой и специальной камерой с отверстием в боковой стенке удается получить высокую точность, стабильность и воспроиэводимость дозировки потока аэрозоля в рабочий объем, а также получить высокую производительность образования аэрозоля. Применение плоского пьезокристалла позволяет снизить себестоимость устройства, уменьшить его габариты и вес.