Устройство для спектрального анализа состава вещества



Устройство для спектрального анализа состава вещества
Устройство для спектрального анализа состава вещества
Устройство для спектрального анализа состава вещества

 


Владельцы патента RU 2408872:

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (RU)

Изобретение относится к устройствам для спектрального анализа элементного состава вещества. В устройстве применены два цилиндрических электрода для подвода ВЧ мощности, совмещенные со штуцерами ввода-вывода смеси рабочего газа с веществом и соединенные керамической трубкой. При этом дополнительный штуцер с заземленным электродом, подсоединенный к центру трубки, использован для вывода излучения. Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности и чувствительности. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для анализа состава веществ и может быть использовано при анализе состава жидких образцов.

Известно устройство спектрального анализа состава вещества на основе индуктивно-связанной плазмы [1], содержащее плазменную горелку, индуктор, ВЧ-генератор, выход которого соединен с указанным индуктором, и анализатор спектров излучения.

Недостатком указанного устройства является высокая мощность (не менее 1 кВт) и сложность применяемого ВЧ-генератора, высокий расход рабочего газа (не менее 10 л/мин) и, как следствие, высокая стоимость прибора и элементного анализа.

Известно также устройство эмиссионного спектрального анализа состава вещества [2], содержащее штуцер для подачи рабочего газа, электроды, ВЧ генератор, выход которого соединен с указанными электродами, и анализатор спектров, в котором указанный электрод выполнен в виде электропроводящего заостренного стержня, а дополнительный электрод - в виде многовитковой металлической спирали.

Недостатком указанного устройства-прототипа является сложность узла, содержащего штуцер для подачи рабочего газа и заостренный электрод, наличие пробойных явлений в этом узле и узле дополнительного электрода, что приводит к нестабильности разряда и снижению предела обнаружения элементов примеси в веществе.

Технической задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков: упрощение конструкции, повышение надежности чувствительности.

Указанная задача решается за счет того, что в известном устройстве для эмиссионного спектрального анализа, содержащем штуцер для подачи рабочего газа, плазменную горелку, плазмообразующий электрод, дополнительный электрод, ВЧ генератор, выход которого соединен с указанными электродами, и анализатор спектров излучения, оба из указанных электродов выполнены в виде металлических цилиндров, во внутреннюю полость которых введены штуцеры в виде керамических трубок для подачи и вывода смеси рабочего газа и вещества, а указанная горелка выполнена в виде керамической трубки, соединяющей оба электрода, в центре которой присоединен штуцер с оптическим окном или диафрагмой для вывода излучения, на котором расположен коаксиально третий заземленный кольцевой электрод.

На фиг.1 представлено схематическое изображение предлагаемого устройства, где:

1 - вводной штуцер,

2 - первый цилиндрический электрод,

3 - керамическая трубка,

4 - второй цилиндрический электрод,

5 - выводной штуцер,

6 - штуцер для вывода излучения,

7 - заземленный кольцевой электрод,

8 - оптическое окно или диафрагма.

Пример реализации изобретения

Предложенное устройство, изображенное на фиг.1, 2, реализовано следующим образом:

Рабочий газ (аргон) с исследуемым веществом в виде аэрозоля через вводной штуцер 1 из кварца и первый электрод 2 из латуни поступает через кварцевую трубку 3 ко второму электроду 4 из латуни и выводится через штуцер 5. При подаче ВЧ напряжения с частотой 13,33 МГц и мощностью до 300 Вт между электродами зажигается разряд. Атомы вещества образца попадают в горячую разрядную плазму, где за счет столкновений с электронами и атомами аргона периодически переводятся в возбужденное (ионизованное) состояние с последующей релаксацией в основное состояние. Испускаемое при этом оптическое (ионное) излучение выводится через штуцер 6 с электродом 7 через окно 8, собирается линзой и анализируется спектрометром. По длинам волн (соотношению заряда к массе) указанного излучения определяется элементный состав образца, а по интенсивности линий - количество данного элемента. На фиг.3 показан спектр воды с примесью кадмия Cd с концентрацией 10 мкг/л. Горизонтальная ось - длина волны оптического излучения в нанометрах, вертикальная ось - амплитуда сигнала с детектора. Предел детектирования по этому элементу составляет 0.4+-0.15 мкг/л, а предельно допустимая концентрация по гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде, - 1 мкг/л [3]. Расход аргона 0.7 л/мин.

Литература

1. Томпсон М., Уолш Д.Н. Руководство по спектральному анализу с индуктивно-связанной плазмой. - Л.: Недра, 1988 г., с.16.

2. Патент РФ № 2252412, Бюл. № 14 от 20.05.2005 г.

3. СанПиН 2.1.4.1074-01.

Устройство для эмиссионного спектрального анализа, содержащее штуцер для подачи рабочего газа, плазменную горелку, плазмообразующий электрод, дополнительный электрод, ВЧ-генератор, выход которого соединен с указанными электродами, и анализатор спектров излучения, отличающееся тем, что оба из указанных электродов выполнены в виде горизонтально расположенных металлических цилиндров, во внутреннюю полость которых введены штуцеры в виде керамических трубок для подачи и вывода смеси рабочего газа и вещества, а указанная горелка выполнена в виде керамической трубки, соединяющей оба электрода, в центре которой присоединен штуцер с оптическим окном или диафрагмой для вывода излучения, на котором расположен коаксиально третий заземленный кольцевой электрод.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для спектрального анализа элементного состава вещества. .
Изобретение относится к спектральному анализу. .

Изобретение относится к измерениям радикалов при исследовании фотохимических и плазмохимических процессов в лазерных системах, а также при использовании плазмохимических реакторов в технологии изготовления полупроводниковых приборов в микро- и наноэлектронике.

Изобретение относится к геологическим, экологическим, технологическим и др. .

Изобретение относится к области исследования химических и физических свойств вещества и может быть использовано при проведении эмиссионного спектрального анализа вещества.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к способам для анализа элементного (атомного) состава поверхности твердых тел, в частности непроводящих материалов (диэлектриков). .

Изобретение относится к способам определения технического состояния двигателей, машин и механизмов по параметрам металлических частиц износа, измеренных сцинтилляционным методом анализа.

Изобретение относится к способам регистрации сцинтилляционного аналитического сигнала и может быть использовано в спектральных анализаторах материалов с дисперсно-распределенной примесью

Изобретение относится к атомному эмиссионному спектральному анализу материалов и сплавов

Изобретение относится к области технической физики, в частности к спектральным методам определения элементного состава жидких сред с использованием электрического разряда в жидкости в качестве источника спектров

Использование: для интегрально-сцинтилляционного исследования вещества. Сущность: заключается в том, что в способе используют глубокий кратер в анодном электроде с конусным дном, большие 30 А токи дуги, обдув электродов и плазмы дуги потоком газа, измеряется температура вещества в кратере, оцениваются температура вещества, при которой впервые появляются в плазме матричные элементы, «летучесть химических элементов», температура кипения вещества, молекулярный состав испаряющихся в плазму из кратера молекулярных соединений. На основании полученных результатов производится диагностика исследуемых веществ (порошков и микрочастиц). Технический результат: обеспечение возможности определения, кроме элементного состава вещества, его фазовых характеристик для проведения идентификации и диагностики веществ и изучения физико-химических взаимодействий различных веществ при их совместном нагревании до высоких температур. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретения относится к способам определения состава электролитических жидкостей. Способ заключается в создании электрического разряда в электролитической жидкости между электродами, разделенными в кювете диафрагмой из диэлектрического материала с отверстием, и измерении излучаемого спектра паров электролитической жидкости, возникших под действием электрического разряда в области отверстия. При определении состава электролитических жидкостей в кювету направляют световое излучение с линейчатым спектром от лампы с полым катодом, которое принимают после прохождения его через пары электролитической жидкости, возникшие под действием электрического разряда, и одновременно с измерением излучаемого спектра измеряют атомно-абсорбционный спектр этих паров, в сопоставлении и совокупности его с излучаемым спектром паров электролитической жидкости судят о составе электролитической жидкости. Технический результат - увеличение информативности определения состава электролитических жидкостей за счет дополнения, сопоставления и комбинаторности исследуемых спектров различного рода. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение касается способа выявления примесей в работающем масле и определения степени его загрязненности. Пробы диагностируемого и эталонного масла идентичной марки, а также масла с предельно допустимым значением загрязнителя внедряют в носитель из капиллярно-пористого материала, который помещают в область поверхностного тлеющего высоковольтного разряда от пластинчатого электрода. Тлеющий разряд, скользящий по поверхности исследуемого масла, фотографируют и проводят алгоритмическую обработку. Степень загрязненности, вид загрязнителей и пригодность работающего масла к эксплуатации определяют путем сравнения интенсивности свечения диагностируемого работающего масла с эталонным маслом и маслом с предельно допустимым значением загрязнителя. Сравнение производят по условному коэффициенту интенсивности, который определяют по отношению длин корон тлеющего разряда образцов в зеленой составляющей спектра. Технический результат заключается в повышении точности анализа и обеспечении возможности выявления конкретных загрязняющих компонентов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области материаловедения. Способ контроля структурных изменений в латуни в процессе изменения структурной модификации включает измерение интенсивностей входящих в состав латуни химических элементов эмиссионно-спектральным методом на исходных и термообработанных образцах, что позволяет обеспечить высокую точность и информативность контроля элементного состава и структуры латуни. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к искровой оптической эмиссионной спектрометрии. Искровая камера (110) для оптико-эмиссионного анализатора содержит газоввод (125), расположенный на первой стороне искровой камеры (110), для подачи газа в искровую камеру и газоотвод (135), расположенный на второй стороне искровой камеры, предназначенный для того, чтобы переносить газ из искровой камеры, удлиненный электрод (140), содержащий ось (142) электрода в целом вдоль направления удлинения, расположенный внутри искровой камеры (110). Первая и вторая стороны искровой камеры (110) проходят по обе стороны удлиненного электрода (140) в направлениях, в целом перпендикулярных оси (142) электрода. Через искровую камеру между газовводом и газоотводом проходит ось (159) газового потока и при прохождении по оси (159) газового потока от газоввода (125) к газоотводу (135) незагороженная внутренняя площадь поперечного сечения искровой камеры (110), перпендикулярная оси газового потока, остается постоянной в пределах коэффициента A, где A находится между 1,0 и 2,0. Изобретение обеспечивает снижение эксплуатационных расходов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх