Дуговой источник света,стабилизирован-ный магнитным полем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11 842425 (61) Дополнительное к аат. саид-ву (22) Заявлено 170879 (21) 2809627/18-25 (5!)М. Кл.з

С присоединением заявки М

G 01 У 3/10

Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300б81. Бюллетень N9 24

Дата опубликования описания 300681 (53) УДК 535.853 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Грибков и М.С. Чупахин (71) Заявитель (54) -дуГОВОЙ истОчник сВетА, стАБилизиРОВАнный

МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

Изобретение относится к эмис;сионному спектральному анализу, .а именно к дуговому источнику света, стабилизированному вращающимся магнитным полем и снабженному двумя магнитными катушками с сердечниками, создающими в зоне разряда магнитную ловушку для заряженных частиц.

Известен источник света, представляющий дуговой разряд, стабилизированный поперечным вращающимся магнитным полем, содержащий анод с пробой, катод и три пары электромагнитных катушек с сердечниками, расположенных под углом d. = 90 к оси электродов Ц.

В этом источнике хаотические перемещения разрядного шнура устраняются с; помощью вращающегося магнитного поля.

При этом появляются новые недостатки, а именно зависимость устойчивости рабо-. ты источника от геометрии и вэаймного расположения электродов, а также от режима работы, т.е. утрачивается одно из положительных качеств дугового источника — надежность в эксплуатации .

Отмеченные недостатки устранены с помощью иного расположения магнитных катуше с.(под углом d.+ 90 к .оси электродов), при этом существенно сократились габариты стабилизирую-. щего узла. Источник стал удобным и надежным в работе. Его использование гарантирует повышение точности эмиссионного спектрального анализа в

2-3 раза вне:. зависимости от режима работы, геометрии электродов и их взаимного расположения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дуговой источник света, стабилизированный магнитным полем, содержащий электроды дугового разряда и устройство для стабилизации. Источник содер15 жит электроды дугового разряда и уст.ройство для создания вращающегося магнитного поля, состоящее их трех пар электромагнитных катушек, расположенных под углом до 89 к оси электро20 дов. Г2) .

Недостатком этого устройства является низкая абсолютная чувствительность вследствие того, что стабилизация дугового источника вращающимся

25 магнитным полем на радиальную диффу" зию вещества пробы практически не влияет.

Цель изобретения — повМшение абсолютной чувствительности эмиссионного

30 спектрального анализа при сохранении

842425 высокой точности анализа за счет магнитной стабилизации.

Указанная цель достигается тем, что в источник света дополнительно введены две электромагнитные катушки постоянного тока с сердечниками, установленные друг против друга на равном расстоянии от оси электродов и

1разрядного промежутка и обращены к одноименным полюсам, причем угол между осями катушек и осью электродов составляет от 90 до 45 о

Таким образом на электрический дуговой разряд накладывается дополнительное (помимо вращающегося) постоянное магнитное поле сложной конфигурации, за счет чего в зоне разрядного промежутка образуется полость со скомпенсированным магнитным полем.

На фиг. 1 показано расположение электромагнитных катушек постоянного 20 тока с сердечниками под углом 90 на фиг. 2 — то же, под углом 45 .

Устройство состоит из электромагнитных катушек постоянного тока 1 с сердечниками 2, при котором их оси совпадают и составляют угол 90 с о осью электродов (З-анод, 4-катод) .

Электромагнитные катушки 5, стабилизирующие дуговой разряд, крепятся на поворотном устройстве 6. Силовые ли.нии постоянного магнитного поля 1 направлены так, что в зоне разрядного промежутка образуется полость-ловушка 8, в которой магнитные поля от обеих катушек скомпенсированы. Если полость захватывает весь разрядный промежуток, то влияние постоянного магнитного поля на работе дугового разряда практически не сказывается.

В этих условиях дуговой разряд находится под воздействием только вра- 40 щающегося магнитного поля, которое оказывает на него такое же стабилизирующее действие, как и в отсутствии постоянного магнитного поля.

Таким образом, дуговой разряд 45 может быть окружен сильным магнитным полем, не влияющим на его работу, что оказывается весьма существенным, .так как для захвата в магнитную ловушку ионов вещества пробы требуются магнитные поля на 2-3 порядка более сильные, чем поля для стабилизации дугового разряда. цри радиальной диффузии компонент плазмы — заряженные частицы у границ поло ты-ловушки и за ее пределами испытывают влияние постоянного магнит- ного поля. В результате этого наиболее легкие из них: электроны, протоны, ионы легких атомов удерживаются в полости, так как отражаются от ее бО стенок. При повышении тока через магнитные катушки, т.е. при увеличении магнитной индукции, в ловушке удерживаются и более тяжелые ионы. Следовательно, постоянное магнитное поле 65 вспомогательных катушек, не влияя на

"табилизацию дугового разряда вращающимся магнитным полем, ослабляет диффузию ионов вещества пробы из разрядного промежутка, за счет чего увеличивается время пребывания ионов в зоне разряда, т.е. увеличивается интенсивность соответствующих спектральных линий, что ведет к повышению

«бсолютной чувствительности эмиссионного спектрального анализа.

При вертикальном расположении электродов, когда нижний электрод-анод является пробонесущим, вспомогательные магнитные катушки рационально расположить под острым углом к оси электродом, например, под углом

45 !ôèã. 2). При этом напряженность магнитного поля над анодом возрастает, а возле него ослабляется за счет деформации магнитного поля, приводящей к сближению или расширению силовых линий. На это следует обратить внимание, так как при вертикальном расположении электродов, когда анод с пробой внизу, основной поток испаряющегося вещества направлен снизу вверх и для удержания ионов в зоне разряда главную роль играет напряженность магнитного поля над анодом.

Отметим также, что при указанной ориентации катушек освобождается пространство возле пробонесущего электрода, что облегчает доступ к этому электроду, т.е. упрощает работу с источником.

Пример. Проведен эмиссионный спектральный анализ порошкообразного

ZnO H B H Si с использованием угольных электродовф бмм с кратером для пробы ф4 мм. Результаты анализа показали, что при сохранившейся высокой точности анализа за счет стабилизации дугового разряда вращающимся магнитным полем (Sr < 10%), наличие магнитной ловушки повышает абсолютную чувствительность эмиссионного анализа по В и Si соответственно в 5 и 3 раза.

Таким образом, в результате наложения комбинированного магнитного поля, а именно постоянного магнитного поля сложной конфигурации и вращающегося магнитного поля, причем первое поле может быть на 2-3 порядка более сильным, чем второе, дуговой электрический разряд обеспечивает повышение абсолютной чувствительности (в 35 раз) и точности (в 2-3 раза) эмиссионного спектрального анализа.

Предлагаемый источник света может быть рекомендован для эмиссионного спектрального анализа особо чистых химических веществ и химических реактивов, а так же при разработке новых методов анализа повышенной чувствительности и точности.

842425

Формула изобретения

Рие.1

Составитель Е.Карманова

Редактор Е. Кннив Техред М. Коштура Корректор Н. Швыдкая

Заказ 5052/41 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Дуговый источник света, стабилизированный магнитным полем, содержащий электроды дугового разряда и устройство для стабилизации, состоящее из трех пар электромагнитных катушек, расположенных под углом от 0 до 89 к о оси.электродов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения абсолютной чувствительности эмиссионно,го спектрального анализа, в него дополнительно введены две электромагнитные катушки постоянного тока с сердечниками, установленные напротив друг друга на равном расстоянии от оси электродов и разрядного промежутка и обращены к.одноименным полюсам, причем угол между осями катушек и осью электродов составляет от 90 до 45

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 204674, кл. G 01 М 21/56, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2609177/25, кл. 6 01 3 3/10, 1978 (прототип).