CN103893790A - 一种波长可控的紫外线消解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波长可控的紫外线消解方法，通过与波长可控紫外灯组连接的紫外灯选择器选择将UV-A灯管电路、UV-B灯管电路、UV-C灯管电路的其中一支或多支电路导通，波长可控紫外灯组安装在旋转底座上，通过转动控制器调节旋转底座的转速使波长可控紫外灯组旋转对位于其周围的样品管内样品进行紫外消解。本发明所述方法与采用单一波长的紫外灯进行消解的方法相比，采用不同波长的各具功用的紫外线灯管进行组合实现波长可控，既可用于杀菌消毒，也可强力破坏各种有机物，同时可最大限度的为使用者提供方便，让使用者自己设计适合自己的分析样品的消解参数，可最大程度提高消解效果，满足不同样品消解的需要，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及紫外消解领域，具体涉及一种波长可控的紫外线消解方法。
背景技术
紫外线是一种肉眼看不见的光波，存在于光谱紫外线端的外侧，故称之为紫外线。依据不同的波长范围，被割分为 A 、 B 、 C 三种波段，各个波段消解的物质组分不同。
在用于科研，医疗及环境监测中的样品被分析之前，大多数分析技术都要求对样品进行前处理，例如样品中的有机分子会干扰重金属的测定，特别是对伏安法测量和基于分光光度法的 ICP 和 AAS 测量干扰很大。为了消除干扰，目前普遍流行的消解办法有酸化法，微波加热法以及紫外线照射法等。其中紫外消解法是最便捷，最高效的办法之一，被普遍的用于生化样品的预处理中。在经过紫外线照射的水体可产生极具氧化性的羟基自由基-OH，通过破坏化合物中的化学键，它可氧化大多数的有机物，使有机分子最终变成CO2和H2O，从而消除了有机物对重金属离子的结合能力，降低了有机物对检测器的响应干扰，提高了重金属（Cu，Pb，Zn，Cd，Hg等）及非金属营养元素（N，P，Si等）检测的灵敏度与准确性。
影响紫外消解效果的因素有很多，主要有以下几个方面：紫外线波长及功率的选择，消解时间长短，消解的温度，样品容器对紫外线的透过率，紫外线的散射率，样品的流动性等。已报道使用的综合考虑以上的因素的紫外消解方法不多。
传统的紫外消解方法大多采用固定波长的单一紫外光，对消解效果存在不确定性。因此设计一种波长可控的紫外线消解方法非常重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过控制接入电路中的灯管数量实现波长可控的紫外线消解方法。
本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
一种波长可控的紫外线消解方法，通过与波长可控紫外灯组连接的紫外灯选择器选择将UV-A灯管电路、UV-B灯管电路、UV-C灯管电路的其中一支或多支电路导通，波长可控紫外灯组安装在旋转底座上，通过转动控制器调节旋转底座的转速使波长可控紫外灯组旋转对位于其周围的样品管内样品进行紫外消解。
所述波长可控紫外灯组由一个UV-A灯管、一个UV-B灯管和一个UV-C灯管构成，且UV-A灯管电路、UV-B灯管电路和UV-C灯管电路并联连接。
所述样品管为多个，样品管均匀分布安装在波长可控紫外灯组的周围。
所述旋转底座由驱动电机驱动转动，所述驱动电机与转动控制器连接实现通过转动控制器调节旋转底座的转速。
其中一个所述样品管内设有温度传感器，用于监测波长可控紫外灯组进行紫外消解的温度。
所述样品管为石英玻璃管，所述样品管通过固定架固定安装。
所述固定架为不锈钢材质，所述石英玻璃管通过PTFE防护环固定在固定架上。
所述样品管的管口处设有PTFE螺旋管塞。
所述UV-A灯管、UV-B灯管、UV-C灯管均为U型。
所述旋转底座上设有三对对角线插口，三对对角线插口相互之间呈60度夹角，三个U型灯管对应安装在三对对角线插口上。
本发明能够产生的有益效果：
（1）与采用单一波长的紫外灯进行消解的方法相比，采用不同波长的各具功用的紫外线灯管进行组合实现波长可控，可以杀灭生物细菌，也可以消解氨基酸，腐殖酸，烃类有机物，同时可最大限度的为使用者提供方便，让使用者自己设计适合自己的分析样品的消解参数，可最大程度提高消解效果，满足不同样品消解的需要。
（2）因为紫外灯是由三个不同固定波长的紫外线灯组合而成，所处空间位置的不同，使得对周围所有样品管的照射强度不同，将紫外灯安装在旋转底座上并选择合适的转动速度，可使得对所有样品管的照射均匀，增强因照射间隔所引起的样品局部温度差，从而使样品局部发生微对流，提高消解的效果。
（3）该方法操作简单，使用方便。
附图说明
附图1为本发明所用设备的结构示意图。
附图2为本发明所用设备的电路示意图。
附图3为设有温度传感器的样品管示意图。
附图4为紫外灯的俯视图。
其中：1、壳体；2、控制箱；3、固定架；4、波长可控紫外灯组；5、样品管；6、紫外防护罩；7、冷却系统；8、紫外灯选择器；9、转动控制器；10、触摸屏；11、旋转底座；12、微控制器；13、温度传感器；14、驱动电机。
具体实施方式
结合图1、2、3、4说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种波长可控的紫外线消解方法，通过与波长可控紫外灯组连接的紫外灯选择器选择将UV-A灯管电路导通，波长可控紫外灯组4安装在旋转底座11上，通过转动控制器9调节旋转底座11的转速使波长可控紫外灯组4旋转对位于其周围的样品管5内样品进行紫外消解。
UV-A灯管的波段范围为315-400 nm，仅将UV-A灯管电路导通可对适用于该波段范围内的组分进行消解，使得到自己想要的消解效果。
所述波长可控紫外灯组4由一个UV-A灯管、一个UV-B灯管和一个UV-C灯管构成，且UV-A灯管电路、UV-B灯管电路和UV-C灯管电路并联连接。所述UV-A灯管、UV-B灯管、UV-C灯管均为U型。所述旋转底座上设有三对对角线插口，三对对角线插口相互之间呈60度夹角，三个U型灯管对应安装在三对对角线插口上。从上往下看（如图4所示），三个U型灯管三分旋转底座。为满足这种结构，三个U型灯管的高度各不相同，使得三个U型灯管可分开拆卸，不影响其他灯管的使用。
所述旋转底座11由驱动电机14驱动转动，所述驱动电机14与转动控制器9连接实现通过转动控制器9调节旋转底座11的转速。
其中一个所述样品管5内设有温度传感器13，用于监测波长可控紫外灯组4进行紫外消解的温度。
所述样品管5为多个，样品管5均匀分布安装在波长可控紫外灯组4的周围。所述样品管5为高纯度石英玻璃管，所述样品管5通过固定架3安装在壳体1内。样品管5作为样品容器采用高透光率的高品质石英玻璃管为样品容器，透光率高，消解效果好。所述固定架3为不锈钢材质。为了防止石英玻璃管破裂，所述石英玻璃管通过PTFE防护环固定在固定架3上。所述固定架3选择316L不锈钢，PTFE+316L不锈钢的搭配，既提供了强度，也防止划伤石英玻璃管外壁，使玻璃管处于最佳工作状态。所述样品管5的管口处设有PTFE螺旋管塞。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，一种波长可控的紫外线消解方法，通过与波长可控紫外灯组连接的紫外灯选择器选择将UV-A灯管电路和UV-B灯管电路导通，波长可控紫外灯组4安装在旋转底座11上，通过转动控制器9调节旋转底座11的转速使波长可控紫外灯组4旋转对位于其周围的样品管5内样品进行紫外消解。
UV-A灯管的波段范围为315-400 nm，UV-B灯管的波段范围为280-315 nm，将UV-A灯管电路和UV-B灯管电路导通可对适用于315-400 nm波段范围内的组分和适用于280-315 nm波段范围内的组分同时进行消解，使得到自己想要的消解效果。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，一种波长可控的紫外线消解方法，通过与波长可控紫外灯组连接的紫外灯选择器选择将UV-B灯管电路和UV-C灯管电路导通，波长可控紫外灯组4安装在旋转底座11上，通过转动控制器9调节旋转底座11的转速使波长可控紫外灯组4旋转对位于其周围的样品管5内样品进行紫外消解。
UV-B灯管的波段范围为280-315 nm，UV-C灯管的波段范围为200-280 nm，将UV-C灯管电路和UV-B灯管电路导通可对适用于200-280 nm波段范围内的组分和适用于280-315 nm波段范围内的组分同时进行消解，使得到自己想要的消解效果。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，一种波长可控的紫外线消解方法，通过与波长可控紫外灯组连接的紫外灯选择器选择将UV-A灯管电路/UV-B灯管电路和UV-C灯管电路均导通，波长可控紫外灯组4安装在旋转底座11上，通过转动控制器9调节旋转底座11的转速使波长可控紫外灯组4旋转对位于其周围的样品管5内样品进行紫外消解。
UV-A灯管的波段范围为315-400 nm，UV-B灯管的波段范围为280-315 nm，UV-C灯管的波段范围为200-280 nm，将UV-A灯管电路/UV-B灯管电路和UV-C灯管电路均导通可对适用于315-400 nm波段范围内的组分、适用于280-315 nm波段范围内的组分和适用于200-280 nm波段范围内的组分同时进行消解，使得到自己想要的消解效果。
本发明所用设备为如图1、2、3所示的一种波长可控型紫外线消解仪，它包括壳体1、控制箱2、波长可控紫外灯组4、样品管5、冷却系统7，所述波长可控紫外灯组4、样品管5安装在壳体1内，所述波长可控紫外灯组4与紫外灯选择器8连接，所述波长可控紫外灯组4通过旋转底座11安装壳体1内部，所述旋转底座11由旋转底座驱动电机14驱动进行转动，所述旋转底座驱动电机14与转动控制器9连接。所述壳体1上方样品管的管口周围设有紫外防护罩6。所述控制箱2内设有微控制器12，所述控制箱2上设有触摸屏10、紫外灯选择器8，所述微控制器12与触摸屏10连接，所述微控制器12还与紫外灯选择器8、转动控制器9、冷却系统7连接。所述壳体1内部设有温度传感器13，所述温度传感器13安装在其中一个样品管5内，所述温度传感器13与微控制器12连接。所述微控制器12为嵌入式微控制器。所述冷却系统7包括风扇，所述风扇与变速器连接，所述变速器与微控制器连接。采用风冷却，用变速器高速风扇的转速，可利用微控制器12根据温度传感器13检测的温度自动控制转速，提高冷却效率。
进行紫外线消解时，根据样品的种类和性质，确定最佳的消解条件。通过紫外灯选择器8选择合适的紫外灯组合。在高压电场的作用下，灯内填充的各种化学物质得激发，发出与化学物质的原子分子轨道相对应的特征紫外线。选择相互之间波长差别大的固定波长的紫外线灯，使得在UV-A, UV-B 与UV-C紫外光谱区都有很强的光谱线释放。利用不同波长的紫外线对生物体及有机化合物的破坏消解能力，在温度与时间的可控制范围内，对生物化学样品进行紫外线照射，消除活性生物体与各种有机物对目标化学元素的检测的干扰，为后续的仪器分析提供优质的预处理。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，通过与波长可控紫外灯组连接的紫外灯选择器选择将UV-A灯管电路、UV-B灯管电路、UV-C灯管电路的其中一支或多支电路导通，波长可控紫外灯组安装在旋转底座上，通过转动控制器调节旋转底座的转速使波长可控紫外灯组旋转对位于其周围的样品管内样品进行紫外消解。
2.根据权利要求1所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述波长可控紫外灯组由一个UV-A灯管、一个UV-B灯管和一个UV-C灯管构成，且UV-A灯管电路、UV-B灯管电路和UV-C灯管电路并联连接。
3.根据权利要求1所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述样品管为多个，样品管均匀分布安装在波长可控紫外灯组的周围。
4.根据权利要求1所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述旋转底座由驱动电机驱动转动，所述驱动电机与转动控制器连接实现通过转动控制器调节旋转底座的转速。
5.根据权利要求3所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，其中一个所述样品管内设有温度传感器，用于监测波长可控紫外灯组进行紫外消解的温度。
6.根据权利要求3所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述样品管为石英玻璃管，所述样品管通过固定架固定安装。
7.根据权利要求6所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述固定架为不锈钢材质，所述石英玻璃管通过PTFE防护环固定在固定架上。
8.根据权利要求6所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述样品管的管口处设有PTFE螺旋管塞。
9.根据权利要求2所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述UV-A灯管、UV-B灯管、UV-C灯管均为U型。
10.根据权利要求8所述一种波长可控的紫外线消解方法，其特征在于，所述旋转底座上设有三对对角线插口，三对对角线插口相互之间呈60度夹角，三个U型灯管对应安装在三对对角线插口上。
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