DD275922B5 - ARRANGEMENT FOR ELECTROTHERMIC ATOMIZATION - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektrothermischen Atomisierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie ist In der Gerätetechnik für die Atomabsorptions-, Atomemissions- und Atomfluoreszenzspektroskopie einsetzbar. In der flammenlosen Atomabsorptionsspektroskopie ist es üblich, sogenannte halboffene Ofensysteme nach dem Massmanprinzip zu verwenden, nach dem ein zylindrisches Graphitrohr von 20-30mm Länge und 4-8mm Innendurchmesser zugleich als Heizelement und Analysenküvette fungiert.The invention relates to an arrangement for electrothermal atomization according to the preamble of claim 1. It can be used in the device technology for atomic absorption, atomic emission and atomic fluorescence spectroscopy. In flameless atomic absorption spectroscopy, it is customary to use so-called semi-open furnace systems according to the Massman principle, according to which a cylindrical graphite tube of 20-30 mm in length and 4-8 mm in inner diameter simultaneously acts as heating element and analysis cuvette.
Das Graphitrohr ist stirnseitig zwischen zwei Graphitelektroden eingeklemmt und wird vollständig von einem zylindrischen Graphitschutzmantel in zwei wassergekühlten Metallblöcken umgeben. Von beiden Rohrstirnseiten her wird das Graphitrohr innen und außen von Schutzgas umspült. Die Schutzgaszuführung, die symmetrisch zu den Rohrstirnseiten erfolgt, ist so ausgelegt, daß das Schutzgas senkrecht zur Küvettenachse über Gaszuführkanäle als innerer Gasstrom in den Raum zwischen Küvettenfenster und Rohrstirnseite und als äußerer Gasstrom zwischen Graphitschutzmantel und äußerer Rohrmantelfläche eintritt. Beide Gasströme sind in Richtung Graphitrohrmitte gerichtet und verlassen vereint über einen Dosierkanal das Küvettensystem. Funktion und Aufgabe der Gasströme ist es, das Graphitrohr und alle übrigen Graphitteile vor Verbrennungen durch Luftsauerstoff zu schützen, störende Probenzersetzungsprodukte, die in den Vorbehandlungsstufen Trocknung und Veraschung entstehen, als Rauch oder Dampf abzuführen und erforderlichenfalls die Dichteverteilung der freigesetzten Analysenatome im Küvettenraum räumlich und zeitlich zu steuern. Bekannte Lösungen sind in der DE-PS 2413782 und der DE-OS 3228245 sowie im DD-WP 200050 und der DE-AS 2413782 beschrieben. Bekannt ist es auch, den inneren Gasstrom kurz vor der Freisetzung der Analysenatome, d. h. kurz vor dem Atomisierungsschritt, zu unterbrechen, um eine räumlich begrenzte, symmetrische Atomdampfwolko mit einer hohen Dichte und Verweilzeit im Rohrmittenbereich zu erzielen (DE-AS 2314 207). Das wird in der DD-PS 213063 dadurch unterstützt, daß während der Atomisierungsphase eine Druckerhöhung erfolgt. Die Erfindung geht nunmehr von der Aufgabe aus, auf einfache Weise und mit geringem technischen Aufwand die analytische Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit zu erhöhen.The graphite tube is clamped at the front between two graphite electrodes and is completely surrounded by a cylindrical graphite protective sheath in two water-cooled metal blocks. From both sides of the tube, the graphite tube is surrounded inside and outside by inert gas. The protective gas supply, which takes place symmetrically to the tube end faces, is designed so that the protective gas enters the cavity between the cuvette window and the tube end face and gas flow channels as an inner gas flow in the space between the cuvette window and tube face and as an outer gas flow between the graphite protective jacket and outer tube surface. Both gas streams are directed towards the center of the graphite tube and leave the cell system via a dosing channel. The function and task of the gas streams is to protect the graphite pipe and all other graphite parts from burns caused by atmospheric oxygen, dissipate interfering sample decomposition products which are produced in the pretreatment stages drying and incineration as smoke or vapor and, if necessary, the density distribution of the released analysis atoms in the cuvette space spatially and temporally to control. Known solutions are described in DE-PS 2413782 and DE-OS 3228245 and DD-WP 200050 and DE-AS 2413782. It is also known that the internal gas flow shortly before the release of the analysis atoms, d. H. shortly before the atomization step, to interrupt, in order to achieve a spatially limited, symmetrical atomic vapor volcano with a high density and residence time in the tube center region (DE-AS 2314 207). This is supported in DD-PS 213063 in that during the atomization phase, an increase in pressure takes place. The invention is now based on the task to increase the analytical sensitivity and reproducibility in a simple manner and with little technical effort.
Zu diesem Zweck sollen die in der Atomisierungsphase auf die Atomwolke wirkenden Verlustmechanismen weiter reduziert bzw. beseitigt werdenFor this purpose, the loss mechanisms acting on the atomic cloud in the atomization phase should be further reduced or eliminated
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. The object is achieved in a generic arrangement by the characterizing features of the first claim.
und beide zugleich definiert unterbrochen werden und somit eine zumindest iweKe wirkende, der thermischen Expansion desand both are interrupted at the same time in a defined manner, and thus an at least iweKe acting, the thermal expansion of the
des ruhenden Schutzgasvolumens zwischen Atomisatorinnenraum und den Zuführungskanälen erfolgt.the resting inert gas volume between the atomizer interior and the supply channels takes place.
kühlbaren Gehäuse Zuführungen für einen inneren Schutzgssstrom in axialer Richtung durch ein Atomisatorrohr mit radialercoolable housing feeds for an internal Schutzgssstrom in the axial direction through an atomizer tube with radial
angre'-enden, durch Fenster verschlossenen Hohlräumen gehaltert und von einem ringförmigen Raum umgeben ist, der zurangre'-end, closed by windows closed cavities and surrounded by an annular space, the
verlaufenden Ringkanal in jedem Gehäuseteil in Verbindung steht.extending annular channel in each housing part is in communication.
und werden durch mindestens einen von jedem Ringkanal ausgehenden Verbindungskanal gebildet, der in den Hohlraummündet. Jeder Verbindungskanal weist zumindest zeitweise wirkende, eine thermische Expansion des Schutzgases und derand are formed by at least one outgoing from each annular channel connecting channel which opens into the cavity. Each connecting channel has at least temporarily acting, a thermal expansion of the protective gas and the
gleichzeitig ein festes Verhältnis von innerem zu äußerem Schutzgasstrom herstellt.simultaneously establishes a fixed ratio of internal to external inert gas flow.
thermische Expansion des Schutzgases, das die Atome aus der heißen Zone des Atomisatorrohres in Richtung der Rohrendenbis an die Küvettenfenster und in das Gaszuführungssystem transportiert, eingeschränkt wird. Außerdem wird der Absaugeffektüber die Pipettieröffnung durch eine gleichzeitige Drosselung bzw. Unterbrechung von innerem und äußerem Schutzgasstromaufgehoben.thermal expansion of the inert gas, which transports the atoms from the hot zone of the atomizer tube in the direction of the pipe ends to the cuvette window and in the gas supply system is limited. In addition, the suction effect via the pipetting opening is canceled by a simultaneous throttling or interruption of inner and outer inert gas flow.
bisher im Grenzbereich des Nechweisvermögens liegende Anwendungsfälle, oder eine Analyse wird überhaupt erst ermöglicht.Previously in the border area of the Nechweisvermögens lying applications, or an analysis is made possible in the first place.
durch eine Graphitrohrküvette.through a graphite tube cuvette.
zwei, mit Durchbrüchen 3,4 versehenen Elektroden 5, β, die in gekühlten Gehäuseteilen 7,8 eingepaßt und nach außenhermetisch verbunden sind, gehalten. An die Durchbrüche 3, 4 grenzen axial durch Küvettonfonster 9,10 vorschlossenetwo, provided with openings 3.4 electrodes 5, β, which are fitted in cooled housing parts 7,8 and connected to the outside hermetically held. At the openings 3, 4 borders axially by Küvettonfonster 9,10 vorschlossene
umgibt, steht über Bohrungen 15 in den Elektroden 5,6 mit jeweils einem zur Rohrachse x-x konzentrisch verlaufendensurrounds, is about holes 15 in the electrodes 5.6, each with a tube x-x concentric to the tube axis
die in einem festen Querschnittsverhältnis in einem Bereich von 1:5 bis 1:15 zu den Bohrungen 15 stehen.which are in a fixed aspect ratio in a range of 1: 5 to 1:15 to the holes 15.
ist. Bei letzterer Variante kann auf den Temperaturfühler auch verzichtet werden.is. In the latter variant can also be dispensed with the temperature sensor.
auf jeden der Ringkanäle 16,17, die als Sammelkanäle dienen, aufgeteilt. Es erfolgt eine Aufspaltung in äußeredivided on each of the ring channels 16,17, which serve as collecting channels. There is a splitting into outer
der Bohrungen 15 zu den Düsen 22,23 bestimmt wird. Die Düsen 22,23 wirken außerdem expansionseinschränkend auf diethe bores 15 is determined to the nozzles 22,23. The nozzles 22, 23 also have a limiting effect on the expansion
unendlich großen Strömungswiderstand.infinitely large flow resistance.
gelangen anschließend zur Mitte des Atomisatorrohres 1, bevor der gemeinsame Austritt mit den äußeren Schutzgasströmen 24durch den Dosierkanal 13 erfolgt.then proceed to the center of the atomizer tube 1 before the common exit with the outer protective gas streams 24 takes place through the metering channel 13.
und zeitgleiche Regulierung von äußeren und inneren Schutzgasströmen 24,25 kein auf die Atomwolke wirkender Absaugeffektauf. Der gleichzeitige Gasstop bzw. die Minderung des Gasflusses der Schutzgasströme 24,25 kann deshalb realisiert werden, dadie Graphitrohrküvette Ober ein hochwirksames Lippendichtsystem 26 zur Abschirmung gegenüber Luftsauerstoff verfügt. Dasin der Atomlsierungsphase expandierende Schutzgasvolumen der äußeren Schutzgasströme 24 verhindert den kurzzeitigenand simultaneous regulation of external and internal inert gas streams 24, 25 does not have a suction effect on the atomic cloud. The simultaneous gas stop or the reduction of the gas flow of the protective gas streams 24,25 can therefore be realized, since the graphite tube cuvette Ober has a highly effective lip seal 26 for shielding against atmospheric oxygen. The inert gas volume of the outer protective gas streams 24 that is expanding in the atomization phase prevents the short-term
porösen Mitteln, wie z. B. Fritten, Sinterbronze o. 8., vorgesehen sind.porous agents, such as. B. frits, sintered bronze o. 8, are provided.
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verzichtet.waived.
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