DE102017119631A1

DE102017119631A1 - Anordnung zur elektrothermischen Atomisierung und Atom-Absorptions-Spektrometer

Info

Publication number: DE102017119631A1
Application number: DE102017119631.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Eichardt
Original assignee: Analytik Jena AG
Current assignee: Analytik Jena Gmbh+co Kg De
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-02-28
Also published as: DE202018104922U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung (4) für die elektrothermische Atomabsorptionsspektroskopie und ein Atomabsorptionsspektrometer (1) mit einer erfindungsgemäßen Anordnung (4). Die Anordnung (4) umfasst einen rohrförmigen Ofenkörper (7) mit einer ersten Querschnittsfläche (A₁), welcher Ofenkörper (7) einen ersten Aufgabenkanal (10) zur Einbringung einer Analysenprobe in den Ofenkörper (7) aufweist, einen den Ofenkörper (7) zumindest teilweise entlang seiner Längsachse (L) umgebenden rohrförmigen Ofengehäuse (8) mit einer zweiten Querschnittsfläche (A₂), welche größer als die erste Querschnittsfläche (A₁) des Ofenköpers (7) ist, welches Ofengehäuse (8) einen zweiten Aufgabenkanal (11) zur Einbringung der Analysenprobe in den Ofenkörper (7) aufweist, und zumindest ein Verbindungselement (9) zur Verbindung des Ofengehäuses (7) mit dem Ofenkörper (8), welches Verbindungselement (9) zumindest an einen Teilbereich des Ofengehäuses (7) und an einen Teilbereich des Ofenkörpers (8) angebracht, insbesondere angeformt, ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektrothermischen Atomisierung für die Atomabsorptionsspektrometrie sowie ein Atomabsorptionsspektrometer umfassend eine erfindungsgemäße Anordnung.
Die Atomabsorptionsspektrometrie beschäftigt sich mit der quantitativen und qualitativen Analyse eines bestimmten Elements in einer Probe. Die zugrundeliegenden Messprinzipien sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt geworden. Entsprechende Messgeräte werden ferner von der Anmelderin in zahlreichen Varianten hergestellt und beispielsweise unter den Bezeichnungen contrAA®, ZEEnit, novAA® oder solidAA® vertrieben.
Ein von einer Lichtquelle, beispielsweise einer Hohlkathodenlampe oder einer elektrodenlosen Entladungslampe, ausgehendes Messlichtbündel wird auf einen photoelektrischen Detektor gelenkt. Dabei ist im Strahlengang des Messlichtbündels eine Atomisierungsvorrichtung angeordnet, in welcher die zu untersuchende Probe atomisiert wird, so dass ihre Bestandteile im atomaren Zustand vorliegen. Zur Überführung der Probe in die Gasphase sind verschiedene Methoden bekannt. Die Atomisierung kann beispielsweise durch eine Gasflamme erfolgen, in welche die zu analysierende Probe zerstäubt wird (Flammen-Atomabsorptionsspektrometrie (F-AAS)), durch elektrothermisches Erhitzen, üblicherweise in einem Graphitrohr (AAS mit elektrothermischer Aufheizung, oder auch Graphitrohrtechnik (GF-AAS)), oder auch durch chemisches Verdampfen mit anschließendem elektrothermischen Erhitzen (Kaltdampf Technik (englisch cold vapour technique (CV- AAS) oder Hydrid-Technik (HS-AAS)), beispielsweise in einem Glasquarzrohr. Die vorliegende Erfindung bezieht sich dabei ausschließlich auf die Graphitrohrtechnik. Eine auf der Graphitrohrtechnik basierende Anordnung zur elektrothermischen Atomisierung ist beispielsweise aus der DE3735013A1 bekannt geworden.
Zur Analyse der jeweiligen Probe ist die Lichtquelle derart gewählt, dass das Messlichtbündel jeweils die Spektrallinien des gesuchten Elements enthält. Die Schwächung des Messlichtbündels (Absorption) durch Wechselwirkung mit den freien Atomen der atomisierten Probe ist dann dem Lambert-Beerschen Gesetz entsprechend ein Maß für die Anzahl bzw. Konzentration des gesuchten Atoms in der Probe. Im Idealfall wird das Messlichtbündel durch die anderen in der zu analysierenden Probe enthaltenen Elemente nicht beeinflusst.
In vielen Fällen tritt jedoch neben der durch die freien Atome in der zu analysierenden Probe verursachten Absorption auch eine sogenannte Untergrundabsorption, beispielsweise infolge einer Absorption des Messlichtbündels durch Moleküle auf. Zur Kompensation dieser Untergrundabsorption ist es mit Hinblick auf die Graphitrohrtechnik beispielsweise bekannt geworden, den Zeeman-Effekt auszunutzen. Hierzu wird an die absorbierenden Atome in der atomisierten Probe zeitweise ein Magnetfeld angelegt, derart dass eine Aufspaltung, üblicherweise eine Aufspaltung in σ⁺- und π.Komponente, und eine spektrale Verschiebung der Resonanzlinien, insbesondere relativ zur Position der ursprünglichen Resonanzlinien, der Atome erfolgt. Bei abgeschaltetem Magnetfeld wird die gesamte Lichtschwächung inklusive der Untergrundabsorption gemessen. Bei eingeschaltetem Magnetfeld dagegen tritt im Wesentlichen ausschließlich Untergrundabsorption auf, da die dann aufgespaltenen Komponenten der Resonanzlinien der atomisierten Atome nicht mehr mit den Spektrallinien des Messlichtbündels zusammenfallen bzw. aufgrund unterschiedlicher Polarisationsebenen des Messlichtbündels und des Absorptionsprofils nicht mehr messbar sind. Atomabsorptions-Spektrometer unter Ausnutzung des Zeeman-Effekts sind beispielsweise aus den Dokumenten DE2165106C2 , EP0363457B1 oder EP0364539B1 bekannt geworden.
Anordnungen zur elektrothermischen Atomabsorptionsspektroskopie, welche auch als Graphitöfen bezeichnet werden, umfassen üblicherweise einen Ofenkörper, häufig in Form eines Graphitrohres, welcher beispielsweise in einer Schutzgasatmosphäre zwischen zwei als Graphitgehäuseteilen ausgebildeten Elektroden kontaktiert ist, wie in der DE2413782B2 beschrieben. Die Elektroden sind ferner üblicherweise in wassergekühlten Metallmänteln gehalten und über diese mit einer steuerbaren Stromquelle verbunden. Zur Atomisierung einer im Ofenkörper befindlichen Probe wird ein starker Strom durch den Ofenkörper geleitet. Der als Atomisierungsphase bezeichnete Prozess der Erzeugung und des Verweilens (Abbaus) der freien Atome beträgt typischerweise etwa 1-10 Sekunden. Hierfür notwendige Temperaturen erstrecken sich wiederum in einem Bereich von etwa 800-2800°C.
Für das Nachweisvermögen eines Atomabsorptionsspektrometers und für die Reproduzierbarkeit einer Messung ist einerseits die unter anderem durch die elektrische Leistung der Stromzuführung bestimmte Geschwindigkeit des Aufheizungsprozesses der Probe entscheidend. Darüber hinaus ist aber eine möglichst homogene, isotrope Temperaturverteilung im Innenraum des Ofenkörpers von zentraler Bedeutung für die Güte eines Atomisiervorgangs. Die Temperaturverteilung hängt jedoch in komplexer Weise von vielen Faktoren, wie beispielsweise den Eigenschaften des Ofenkörpers, z. B. den Materialeigenschaften, der Masse oder der geometrischen Ausgestaltung, oder auch den Eigenschaften eines den Ofenkörper umgebenden Ofengehäuses, der Art und Weise der jeweiligen Kontaktierungen, der Wärmeüberführung der Kühlung, der Strahlungsrückkopplung der umgebenden Innenmantelfläche des Graphitofens, oder der Konstruktion der eingesetzten Mittel zur Schutzgasführung, ab. Während im Bereich von bis zu 1000°C die Ofenkörpertemperatur im Wesentlichen von der Wärmemengendifferenz aus der durch zugeführten Strom erzeugten Joulschen Wärme und den über die Ofenkontakte abfließenden Wärmeverlusten bestimmt ist, überwiegt oberhalb 1500°C, mit der 4. Potenz der Temperatur zunehmend, die Differenz aus erzeugter Wärme und dem Verlustquotienten aus vom Ofenkörper abgestrahlter und vom Ofeninnenraum zurückgestrahlter Wärmemenge.
Herkömmliche rohrförmige Ofenkörper, bzw. Graphitrohre, weisen typischerweise Längen im Bereich von 20-40mm und Innendurchmesser im Bereich von 3-6mm bei einer Wandstärke von 0,5-1,5mm auf. Bekannt geworden sind zum einen sogenannte längsgeheizte Graphitrohre, wie beispielsweise das in der DE2413782B2 beschriebene. Das Graphitrohr ist dabei über seine beiden Enden in gekühlten, ringförmigen Kontakten gehaltert. Außerdem wird das Graphitrohr von Schutzgasströmen innen und außen umspült und von elektrisch zueinander isolierten, einen Hohlraum bildenden Ofengehäuseteilen eingeschlossen. Ein Nachteil einer längsgeheizten Anordnung besteht darin, dass sich durch die über die Ofenkörperenden abfließende Wärme über die Längsachse des Ofenkörpers ein Temperaturgradient von bis zu mehreren hundert Grad ausbilden kann. Eine isotrope Temperaturverteilung ist also nur in einem begrenzten Mittenbereich des Graphitrohres erzielbar. Der sich ausbildende Temperaturgradient führt zu einer Verschlechterung der Atomisierungseffektivität und zu analytischen Störungen des Messlichtbündels durch Kondensationsprozesse der in einer Aufheizphase zuvor verdampften Probenbestandteile an den kühleren Ofenkörperenden.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es aus den Dokumenten DE3228245A1 , DE3442073A1 oder auch DE-OS2148777 bekannt geworden, die Ofenkörper mit variabler Rohrwandstärke auszustatten.
Alternativ sind aber auch sogenannte quergeheizte Graphitrohre bekannt geworden, bei welchen der Heizstrom in Ofenkörperumfangsrichtung, also quer zur Längsachse durch den Ofenkörper, geführt wird. Für quergeheizte Graphitrohre sind viele unterschiedliche Varianten bekannt geworden, insbesondere hinsichtlich geeigneter Kontaktierungen der Elektroden mit dem Ofenkörper. Die US4407582 schlägt vor, den Ofenkörper durch ein oder zwei Paare gabelförmiger Kontaktstücke zu kontaktieren, welche radial auf gegenüberliegenden Seiten des Ofenkörpers angeordnet sind. Ferner ist in den Dokumenten DE8714670U1 oder DE3534417A1 offenbart, an den Längsseiten der Rohrachse an der Mantelfläche diagonal gegenüberliegende Kontaktstücke anzuformen. Auch aus der EP0350722A2 , EP0303134A2 , EP0311761A2 oder DE3802968A1 ist es bekannt, diametral gegenüberliegende Kontaktstücke einzusetzen. In der DE4243766C2 ist außerdem die Verwendung von in Richtung der Kontaktachse H-förmig ausgebildeten Kontaktelementen mit derselben Länge wie der des Ofenkörpers vorgeschlagen worden, wobei die Kontaktzonen Flächensegmente darstellen, die lediglich an den Außenseiten der senkrechten Balken der H-förmigen Kontaktstücke angeordnet sind. Obgleich in der Regel mithilfe quergeheizter Ofenkörper eine isotropere Temperaturverteilung innerhalb des Ofeninnenraums erzielbar ist, zeichnen sich entsprechende Anordnungen häufig durch einen relativ komplexen Aufbau, insbesondere hinsichtlich der Kontaktierung der Elektroden, aus. Hinzu kommt, dass eine vergleichsweise hohe elektrische Leistungsaufnahme zur Erzielung einer bestimmten Temperatur im Innenraum des Ofenkörpers erforderlich ist, so dass nur begrenzte Durchmesser zu Längenverhältnisse realisierbar sind.
Darüber hinaus ist in der DE19835074A1 ein Graphitrohr bekannt geworden, bei welchem unter Beibehaltung des Prinzips der Längskontaktierung der Elektroden ein quergeheizter Ofenkörper realisiert wurde. Hierzu sind Konusabschnitte aufweisende Kontaktzonen in Richtung von ebenfalls Konusabschnitte aufweisenden Elektroden vorgesehen, die in stofflicher Verbindung mit sich an gegenüberliegenden Seiten des Ofenrohrs erstreckenden Kontaktstücken stehen. Darüber hinaus erstrecken sich entlang der Wandung des Ofenrohrs gegenüberliegende, an das Rohr angeformte, längliche Kontaktstücke, wobei jedes Kontaktstück mit einer anderen Kontaktzone an den gegenüberliegenden Öffnungen des Ofenrohres über einen Übergang verbunden ist. Das beschriebene Graphitrohr vereint dabei die Vorteile der längsgeheizten Ofenkörper mit denen von quergeheizten Ofenkörpern.
Unabhängig von der Ausgestaltung bezüglich einer Heizrichtung sind die Ofengehäuseteile in einem Atomabsorptionsspektrometer üblicherweise als eigenständige Einheit aus einer oder mehrerer Komponenten, welche insbesondere separat von dem Ofenkörper selbst auswechselbar sind, ausgebildet. Aufgrund von mit der Zeit im fortlaufenden Betrieb zunehmenden Kontaminationen des Ofenkörpers und des Ofengehäuses trotz des Betreibens in Schutzgasatmosphäre, müssen sowohl der Ofenkörper als auch die das Ofengehäuse bildenden Ofengehäuseteile in bestimmten Zeitintervallen, welche für den Ofenkörper bzw. das Ofengehäuse in der Regel unterschiedlich sind, ausgetauscht werden. Dies ist vergleichsweise aufwendig. Von außen ist es zudem insbesondere mit Hinblick auf das Ofengehäuse nicht immer ersichtlich, wann ein Austausch erforderlich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit für ein elektrothermisches Atomabsorptionsspektrometer anzugeben, mit welcher ein Austausch kontaminierter Komponenten auf einfache Weise möglich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Anordnung zur Anordnung für die elektrothermische Atomabsorptionsspektroskopie nach Anspruch 1, sowie durch das Atomabsorptionsspektrometer nach Anspruch 14.
Bezüglich der Anordnung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Anordnung für die elektrothermische Atomabsorptionsspektroskopie mit einem rohrförmigen Ofenkörper mit einer ersten Querschnittsfläche, welcher Ofenkörper einen ersten Aufgabekanal zur Einbringung einer Analysenprobe in den Ofenkörper aufweist, und einem den Ofenkörper zumindest teilweise entlang seiner Längsachse umgebenden rohrförmigen Ofengehäuse mit einer zweiten Querschnittsfläche, welche größer als die erste Querschnittsfläche des Ofenköpers ist, welches Ofengehäuse einen zweiten Aufgabenkanal zur Einbringung der Analysenprobe in den Ofenkörper aufweist. Weiterhin ist zumindest ein Verbindungselement zur Verbindung des Ofengehäuses mit dem Ofenkörper vorgesehen, welches Verbindungselement zumindest an einen Teilbereich des Ofengehäuses und an einen Teilbereich des Ofenkörpers angebracht, insbesondere angeformt, ist.
Der Ofenkörper und das Ofengehäuse weisen bevorzugt eine gemeinsame Rotationsachse parallel zur Längsachse durch die Anordnung auf. Beispielsweise sind der Ofenkörper und das Ofengehäuse beide zylindrisch ausgestaltet, derart, dass die Mittelpunkte der kreisrunden Querschnittsflächen auf einer Geraden parallel zur Längsachse durch die Anordnung liegen.
Es sind sowohl Ausgestaltungen denkbar, in denen der Ofenkörper und das Ofengehäuse unterschiedlich lang sind als auch solche, für die der Ofenkörper und das Ofengehäuse gleich lang sind. Im ersten Fall ist bevorzugt das Ofengehäuse länger als der Ofenkörper, während im zweiten Fall bevorzugt die, insbesondere senkrecht zur Längsachse verlaufenden, Stirnflächen des Ofenkörpers und des Ofengehäuses in beiden Endbereichen jeweils in einer Ebene liegen. Der Ofenkörper ist in beiden Fällen entlang der Längsachse bzw. entlang der Mantelfläche im Wesentlichen vollständig von dem Ofengehäuse umgeben.
Der erste und zweite Aufgabekanal fluchten miteinander. Beispielsweise können beide Aufgabenkanäle ferner im Wesentlichen gleich große Querschnittsflächen aufweisen. In dieser Hinsicht sind alle dem Fachmann wohlbekannten Ausgestaltungen für einen Aufgabenkanal denkbar und fallen unter die vorliegende Erfindung.
Das Ofengehäuse und der Ofenkörper bestehen bevorzugt aus Graphit. Das Verbindungselement ist wiederum insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material, besonders ebenfalls aus Graphit, gefertigt.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung handelt es sich im Prinzip um einen Atomisierofen mit integriertem Ofengehäuse bzw. Shroud. Der Ofenkörper und das Ofengehäuse sind erfindungsgemäß also als eine einzige Komponente ausgeführt. Entsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Anordnung durch ihre Kompaktheit und vergleichsweise einfache Geometrie aus. Darüber hinaus, kann mit einer erfindungsgemäßen Anordnung der Montageaufwand sowie der Fertigungsaufwand erheblich reduziert werden. Hinzu kommt außerdem eine erhebliche Senkung der Herstellungskosten für eine entsprechende Anordnung.
Die Anordnung verfügt insbesondere, wenn der Ofenkörper und das Ofengehäuse zylindrisch ausgestaltet sind, ferner über einen hohen Grad an Rotationssymmetrie. So kann die Anordnung beispielsweise aus einem Stück, also aus einem massiven Körper, insbesondere einem massiven Graphitkörper, hergestellt werden. Zur Bearbeitung des Körpers kommen beispielsweise verschiedene Dreh-, oder Fräs- Verfahren oder auch Bohrungen in Frage.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann auf einfache Art und Weise innerhalb eines Strahlengangs eines entsprechenden Atomabsorptionsspektrometers positioniert werden. Bei Anordnungen gemäß Stand der Technik müssen der Ofenkörper und das häufig in Form mehrerer Komponenten ausgestaltete Ofengehäuse separat positioniert bzw. angeordnet werden. Bei der erfindungsgemäßen Lösung muss dagegen nur eine einzige Komponente positioniert bzw. ausgetauscht werden. Die relative Anordnung des Ofengehäuses zum Ofenkörper erfolgt quasi automatisch.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass, insbesondere analytische, mit im fortlaufenden Betrieb zunehmenden Kontaminationen an den Wandungen des Ofenkörpers und Ofengehäuses einhergehende, Probleme vermieden werden. Der Ofenkörper und das Ofengehäuse werden nämlich in der Regel gemeinsam ausgetauscht. Insbesondere im Falle von Ofengehäusen aus dem Stand der Technik hingegen ist es von außen oft nicht zweifelsfrei erkennbar, wann ein Austausch notwendig ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anordnung eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode zur elektrischen Kontaktierung der Anordnung, insbesondere in einem ersten und zweiten Endbereich des Ofenkörpers und/oder des Ofengehäuses entlang der Längsachse durch die Anordnung. Es handelt sich also im Prinzip um einen längsgeheizten Ofenkörper. Die Elektroden sind bezüglich ihrer geometrischen Ausgestaltung an die Form des Ofenkörpers und Ofengehäuses angepasst und sind ansonsten beispielsweise entsprechend einer der verschiedenen aus dem Stand der Technik bekannten Varianten ausgeführt.
Es ist von Vorteil, wenn der Ofenkörper und/oder das Ofengehäuse im ersten und zweiten Endbereich eine erste und zweite Ofen-Kontaktzone zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit der ersten und zweiten Elektrode aufweist/aufweisen, insbesondere jeweils in Form einer zumindest teilweise abgeschrägten Fläche, insbesondere im Bereich der beiden Stirnflächen der Anordnung. Ebenso ist es von Vorteil, wenn die erste und zweite Elektrode eine zur jeweiligen Ofen-Kontaktzone komplementäre Elektroden-Kontaktzone aufweisen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet ferner, dass die erste und zweite Elektrode jeweils zumindest einen Schutzgas-Kanal zur Führung zumindest eines Schutzgases aufweisen. Bevorzugt sind die Schutzgas-Kanäle in Form von radialen Bohrungen in die Elektroden eingebracht. Das Schutzgas wird vermittels der Schutzgaskanäle in die beiden Endbereiche der Anordnung geführt, von wo aus das Schutzgas durch die Anordnung strömt.
In dieser Hinsicht ist es von Vorteil, wenn der Ofenkörper, das Ofengehäuse, das Verbindungselement und/oder die beiden Elektroden derart ausgestaltet und/oder angeordnet sind, dass das durch die Schutzgas-Kanäle geführte Schutzgas zumindest in ein erstes Innenvolumen des Ofenkörpers und zumindest ein durch den Ofenkörper, das Verbindungselement und das Ofengehäuse gebildetes zweites Innenvolumen führbar ist. Das zweite Innenvolumen ist also durch den Zwischenraum zwischen dem Ofenkörper, Ofengehäuse und dem zumindest einen Verbindungselement gegeben.
Besonders bevorzugt ist das zweite Innenvolumen, insbesondere vermittels des ersten Aufgabekanals, mit dem ersten Innenvolumen verbunden. Das Schutzgas strömt von den Schutzgas-Kanälen von beiden Endbereichen des Ofenkörpers ausgehend durch das erste Innenvolumen oder durch das erste und zweite Innenvolumen. Ein Teil des Schutzgases kann auch über den ersten Aufgabekanal in das zweite Innenvolumen strömen, und ebenso kann ein Teil des Schutzgases über den zweiten Aufgabekanal in einen Außenbereich der Vorrichtung strömen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es einerseits möglich, für den fortlaufenden Messbetrieb sowohl kontinuierlich ein Schutzgas durch die Anordnung zu führen. Alternativ kann der Schutzgasstrom aber auch zeitweise unterbrochen werden, beispielsweise aus messtechnischen Gründen. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung verbleibt auch bei zeitweiser Unterbrechung des Schutzgasstroms eine ausreichende Menge an Schutzgas zum Schutz der Anordnung vor Kontaminationen in den Innenvolumina der Anordnung.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass eine Mantelfläche des Ofengehäuses einen Unterbruch aufweist. Bevorzugt erfolgt für diese Ausgestaltung eine elektrische Kontaktierung der Anordnung mit den Elektroden vermittels der Endbereiche des Ofengehäuses. Auf diese Weise wird ein Stromfluss von einem ersten Endbereich des Ofengehäuses über den Ofenkörper zu einem zweiten Endbereich des Ofengehäuses erzwungen. Ähnlich wie im Falle der DE19835074A1 wird also das Prinzip eines längsgeheizten Ofenkörpers unterbrochen. Im ersten und zweiten Endbereich erfolgt eine Beheizung der Anordnung quer zur Längsachse, während in einem mittigen Bereich der Anordnung die Heizrichtung parallel zur Längsachse durch die Anordnung erfolgt. Auf diese Weise können die verschiedenen bekannten Vorteile eines längsgeheizten Graphitrohres mit denen eines quergeheizten Graphitrohrs verbunden bzw. die jeweiligen anordnungsspezifischen Nachteile vermieden werden. Durch die beiden quergeheizten Endbereiche wird die Ausbildung eines messtechnisch nachteiligen Temperaturgradienten, wie eingangs bereits beschrieben, deutlich reduziert. Insgesamt kann so eine deutlich isotropere Temperaturverteilung innerhalb der Anordnung erzielt werden. Im Vergleich zu einer ausschließlich quergeheizten Anordnung zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung wiederum durch einen deutlich geringeren Energieverbrauch und durch eine deutlich vereinfachte Geometrie aus.
Der Unterbruch weist insbesondere eine Breite, bzw. ein Spaltmaß oder einen Spaltabstand, von kleiner gleich 1mm auf. Auf diese Weise kann ein Lufteintritt von außen durch den Unterbruch in ein Innenvolumen der Anordnung minimiert werden. Gleichzeitig ist ein elektrischer Überschlag über den Unterbruch hinweg vermeidbar.
Bevorzugt ist der Unterbruch in Form eines in einem vorgebbaren Winkel zur Längsachse um die Mantelfläche des Ofengehäuses verlaufenden Schlitzes, Spaltes oder einer Furche, ausgestaltet. Ein senkrecht zur Längsachse radial um die Mantelfläche des Ofenkörpers verlaufender Unterbruch ist dabei besonders einfach zu realisieren, wobei ein Winkel ungleich 90° zu einer erhöhten mechanischen Stabilität der Anordnung, insbesondere des Ofenkörpers führt.
Es ist weiterhin denkbar, dass der der Unterbruch zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Material gefüllt ist. Die Füllung dient dabei zur Erhöhung der mechanischen Stabilität. Bei dem elektrisch isolierenden Material handelt es sich beispielsweise um eine temperaturbeständige, nicht kontaminierende Stoffverbindung, beispielsweise eine Keramik, insbesondere eine SiC-Keramik.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass das zumindest eine Verbindungselement in Form einer Kontaktbrücke ausgestaltet ist, welche radial zwischen dem Ofenkörper und dem Ofengehäuse verläuft. Die Kontaktbrücke weist dabei eine erste und eine zweite vorgebbare Kontaktfläche, insbesondere mit einen vorgebbaren Flächeninhalt und/oder einer vorgebbaren Flächenform, auf, wobei die erste Kontaktfläche mit einer Mantelfläche des Ofengehäuses und die zweite Kontaktfläche mit einer Mantelfläche des Ofenkörpers verbunden ist. Es handelt sich also im Prinzip um einen Kontaktsteg, mittels welchem der Ofenkörper mit dem Ofengehäuse verbunden ist.
Es ist von Vorteil, wenn eine Querschnittsfläche der Kontaktbrücke und/oder zumindest eine der beiden Kontaktflächen und/oder eine Anzahl der Kontaktbrücken - also der Verbindungselemente - derart gewählt ist/sind, dass sich eine isotrope Temperaturverteilung im ersten Innenvolumen des Ofenkörpers einstellt. Über die Ausgestaltung und Anzahl der Verbindungselemente lässt sich der Stromfluss und damit einhergehend der Wärmefluss der Anordnung steuern.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn ein Verhältnis des Flächeninhalts der Kontaktflächen und einer Dicke einer Wandung des Ofenkörpers im Bereich von 0.5:1 bis 1.5:1 liegt. Über die Flächeninhalte der Kontaktflächen können die beiden quergeheizten Endbereiche eingestellt werden, während sich der längsgeheizte mittige Bereich die Dicke der Wandung des Ofenkörpers von zentraler Bedeutung ist.
Besonders bevorzugt ist ein erstes Verbindungselement im ersten Endbereich der Anordnung und ein zweites Verbindungselement im zweiten Endbereich der Anordnung angeordnet. In einem mittigen Bereich der Anordnung entlang der Längsachse sind keine Verbindungselemente angeordnet. Somit kann eine Heizrichtung quer zur Längsachse in den beiden Endbereichen und eine Heizrichtung parallel zur Längsachse im mittigen Bereich gewährleistet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anordnung zumindest zwei Verbindungselemente, welche sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind, oder drei oder vier Verbindungselemente, welche gleichwinklig zueinander entlang einer Umfangslinie um den Ofenkörper und/oder das Ofengehäuse angeordnet sind. Bevorzugt sind in jedem der beiden Endbereiche jeweils zwei oder mehr Verbindungselemente, insbesondere in Form von Kontaktbrücken angeordnet. Das Verhältnis der beiden Endbereiche im Vergleich zu dem mittigen Bereich wird dabei bevorzugt durch die Anordnung und Dimensionen der Verbindungselemente festgelegt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Atomabsorptionsspektrometer umfassend eine Anordnung nach zumindest einer der beschriebenen Ausgestaltungen.
Bevorzugt umfasst das Atomabsorptionsspektrometer eine Magnetfeldeinrichtung. Bevorzugt lässt sich mit der Magnetfeldrichtung ein transversal zur Längsachse der Anordnung ausgerichtetes Magnetfeld erzeugen. Die Magnetfeldeinrichtung umfasst zu diesem Zweck beispielsweise einen oder mehrere, insbesondere schaltbare, Elektromagnete. Bevorzugt sind die der Anordnung jeweils zugewandten Stirnflächen der Magnetpole im Wesentlichen an die Geometrie der äußeren Mantelfläche des Ofengehäuses angepasst und liegen bevorzugt im Wesentlichen direkt an dieses an. Auf diese Weise kann ein Schutz des Ofenkörpers vor korrosiven Luft-, insbesondere Sauerstoff- Einflüssen erreicht werden.
Mittels der Magnetfeldeinrichtung wird also eine Zeeman-Untergrundkorrektur auf einfache Art und Weise realisierbar. Hierzu ist ein Magnetfeld über die gesamte Längsachse der Anordnung im Bereich einer Magnetfeldstärke von etwa 1T notwendig. Im Vergleich zu quergeheizten Graphitrohren kann eine Magnetfeldeinrichtung auf besonders einfache Art und Weise relativ zu der Anordnung, und mit vergleichseiwese geringem Abstand der beiden Magnetpole zueinander, realisiert werden. Dies wird insbesondere durch die kompakte Bauweise der Anordnung möglich. Ein geringerer Abstand zwischen den beiden Magnetpolen führt wiederum vorteilhaft zu einer reduzierten Leistungsaufnahme der Magnetfeldeinrichtung zur Erzeugung des jeweiligen Magnetfeldes.
Es sei darauf verwiesen, dass sich die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschriebenen Ausgestaltungen mutatis mutandis auch auf das erfindungsgemäße Atomabsorptionsspektrometer anwenden lassen und umgekehrt.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Gleiche Elemente in den Figuren sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt:

1 eine schematische Zeichnung eines Atomabsorptionsspektrometers mit dem Strahlengang des Messlichtbündels nach Stand der Technik,
2 eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung (a) in einer perspektivischen Ansicht, (b) in einer Schnittdarstellung parallel zur Längsachse durch die Anordnung und (c) mit zwei in den beiden Endbereichen angebrachten Elektroden,
3 eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Unterbruch, welcher (a) senkrecht zur Längsachse und (b) in einem vorgebbaren Winkel zur Längsachse verläuft,
4 Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung mit (a) zwei, (b) drei und (c) vier Verbindungselementen in Form von Kontaktbrücken in einer Schnittdarstellung parallel zu einer Stirnfläche der Anordnung, und
5 eine erfindungsgemäße Anordnung wie in 3 zur Illustrierung verschiedener Überlegungen zur Optimierung der Dimensionierung einzelner Komponenten der Anordnung.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Atomabsorptionsspektrometers 1 gezeigt. Ausgehend von der spektralen Lichtquelle 2, beispielsweise eine Hohlkathodenlampe oder eine elektrodenlosen Entladungslampe, wird ein Messlichtbündel 3 ausgesendet. Das Messlichtbündel durchläuft die schematisch dargestellte Atomisiervorrichtung 4, welche in Form eines Graphitrohres ausgestaltet ist. In der Atomisiervorrichtung 4 befindet sich eine atomisierte, zu untersuchende Analysenprobe. Die Lichtquelle 2 ist derart gewählt, dass das Messlichtbündel 3 jeweils die Spektrallinien des gesuchten Elements enthält. Durch Absorption des Messlichtbündels 3 kommt es zu einer Schwächung des Messlichtbündels 3, welches nach Durchlaufen der Atomisiervorrichtung 4 über eine Optik 5, beispielsweise ein Monochromator, auf einen Detektor 6, insbesondere mit integrierter oder angeschlossener Auswerteelektronik gelenkt wird. Bezüglich weiterer Details eines Atomabsorptionsspektrometers 1 sei auf zahlreiche Veröffentlichungen im Stand der Technik verwiesen.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf mögliche Ausgestaltungen für die Atomisiervorrichtung 4. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Atomisiervorrichtung 4 um eine Anordnung, wie durch Anspruch 1 definiert. Die Anordnung 4 umfasst einen Ofenkörper 7 und ein Ofengehäuse 8, welche mittels zumindest eines Verbindungselements 9 miteinander verbunden sind.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sind der Ofenkörper 7 und das Ofengehäuse 8 für die nachfolgend beispielhaft gezeigten Varianten in Form von gleich langen rohrförmigen Körpern mit kreisrunden Querschnittsflächen A₁ und A₂ ausgestaltet, wobei A₂>A₁. Das Ofengehäuse 8 umgibt also den Ofenkörper 7 entlang der Längsachse L durch die Anordnung 4, bzw. entlang der Mantelfläche des Ofenkörpers 7. In allen gezeigten Ausführungen verlaufen die Verbindungselemente 9 radial zwischen einer äußeren Mantelfläche des Ofenkörpers 7 und einer inneren Mantelfläche des Ofengehäuses 8. Die Verbindungselemente 9 sind beispielsweise an den Ofenkörper 7 und das Ofengehäuse 8 angeformt. Es sei jedoch darauf verwiesen, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf derartige Ausgestaltungen des zumindest einen Verbindungselements beschränkt ist.
Eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung 4 ist in 2 dargestellt. 2a zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnung 4, während in 2b eine Schnittdarstellung parallel zur Längsachse L zu sehen ist. Zu sehen ist ein rohrförmiger Ofenkörper 7 mit einer Querschnittsfläche A₁ und einem ersten Aufgabenkanal 10 in Form einer, insbesondere kreisrunden, Bohrung. Der Ofenkörper 7 ist von einem Ofengehäuse 8 umgeben, welches ebenfalls rohrförmig ausgestaltet ist und eine Querschnittsfläche A₂ aufweist. Das Ofengehäuse 8 weist einen zweiten Aufgabenkanal 11 auf, welcher in Form einer Bohrung ausgestaltet ist mit dem ersten Aufgabenkanal 10 fluchtet. Durch die beiden Aufgabenkanäle 10,11 kann die jeweils zu untersuchende Analysenprobe in die Anordnung 4 eingebracht werden. In den beiden Endbereichen E₁ und E₂ sind jeweils vier Verbindungselemente 9.1-9.4 [in 2a sind nur zwei sichtbar] angeordnet, welche in Form von radial zwischen dem Ofenkörper 7 und dem Ofengehäuse 8 verlaufenden Kontaktbrücken ausgestaltet sind. Weder ist die vorliegende Erfindung darauf beschränkt, die Verbindungselemente 9 ausschließlich in den Endbereichen E₁ und E₂ anzuordnen, noch sind zwangsläufig vier Verbindungselemente 9 in jedem Endbereich zwingend notwendig. Die gezeigte Ausgestaltung in 2 ist in dieser Hinsicht nur als ein mögliches Beispiel zu verstehen.
Die Stirnflächen der Anordnung 4 sind in den Endbereichen E1 und E2 außen im Bereich des Ofengehäuses 8 teilweise abgeschrägt. Diese abgeschrägten Teilflächen bilden jeweils die Ofen-Kontaktzonen 12 zur Kontaktierung der Anordnung 4 mit stromführenden Elektroden 13.1 und 13.2 (s. 2c). Auch hier sei darauf verwiesen, dass eine derartige Ausgestaltung der Ofen-Kontaktzonen 12 lediglich beispielhaft zu verstehen ist. In anderen Ausgestaltungen können die Ofen-Kontaktzonen 12 anders ausgestaltet sein. Weiterhin können sie auch im Bereich des Ofenkörpers 7 oder im Bereich der Verbindungselemente 9 angeordnet werden. Im Prinzip sind in dieser Hinsicht alle dem Fachmann wohlbekannten Möglichkeiten zur elektrischen Kontaktierung denkbar. Bevorzugt, aber ebenfalls nicht zwingend, ist jedoch eine elektrische Kontaktierung der Anordnung in den beiden Endbereichen E₁ und E₂ , also parallel zur Längsachse L.
2c zeigt die in den Figuren 2a und 2b dargestellte Anordnung 4, jedoch mit zwei erfindungsgemäßen Elektroden 13.1 und 13.2, welche in den Endbereichen E₁ und E₂ mit dem Ofenkörper 8 über die Ofen-Kontaktzonen 12 kontaktiert sind. Hierzu verfügen die Elektroden 13.1 und 13.2 jeweils über zu den Ofen-Kontaktzonen 12 komplementäre Elektroden-Kontaktzonen 14, welche ebenfalls in Form von abgeschrägten Flächen ausgestaltet sind. Ferner verfügen die beiden Elektroden 13a und 13b jeweils über drei Schutzgas-Kanäle 15.1-15.3, mittels welcher ein oder mehrere Schutzgase durch die Anordnung 4 geführt werden können, um die einzelnen Komponenten beispielsweise vor Kontaminationen zu schützen. In der gezeigten Ausgestaltung sind die Schutzgas-Kanäle 14 in Form von radialen Bohrungen durch die Elektroden 13.1 und 13.2 ausgestaltet. Im äußeren Bereich jeder der beiden Elektroden 13.1 und 13.2 ist ferner eine ringförmige Nut 16 eingebracht, über welche das Schutzgas in die Schutzgaskanäle geleitet wird. Die Strömung des Schutzgases durch die Anordnung 4 ist durch die gestrichelten Pfeile angedeutet. Durch die Schutzgaskanäle 15.1-15.3 strömt das Schutzgas in einen Innenraum der Anordnung 4. Dort umspült die Innenseite eines hier nicht eingezeichneten Sichtfensters, insbesondere eines Quarzfensters, und wird durch die in 2c gezeigte Anordnung 4 der einzelnen Komponenten sowohl in das erste Innenvolumen V₁ als auch in das zweite Innenvolumen V₂ geführt. Dabei strömt das Schutzgas jeweils von den beiden Endbereichen E₁ und E₂ zu einem mittigen Bereich M der Anordnung 4 hin, in welchem auch die beiden Aufgabenkanäle 10 und 11 angeordnet sind. Ein Teil des Schutzgases im ersten Innenvolumen V₁ strömt über den ersten Aufgabenkanal 10 in das zweite Innenvolumen V₂ ; ein weiterer Teil des durch das zweite Innenvolumen V₂ strömenden Schutzgases sowie ein Teil des Schutzgases aus dem ersten Innenvolumen V₁ dringen ferner über den ersten und/oder zweiten Aufgabenkanal in einen äußeren Bereich der Anordnung 4 vor. Alternative Ausgestaltungen können beinhalten, dass die beiden Innenvolumina V₁ und V₂ beispielsweise nur über die Aufgabenkanäle 10 und 11 oder ähnliches verbunden sind. Es ist darüber hinaus auch möglich, dass zumindest ein erster Schutzgas-Kanal 15 zur Führung des Schutzgases in das erste Innenvolumen V₁ und zumindest ein zweiter Schutzgaskanal 15 zur Führung des Schutzgases in das zweite Innenvolumen V₂ , ausgestaltet sind, oder, dass vermittels einer ersten Elektrode 13.1 das Schutzgas ausschließlich in das erste Innenvolumen V₁ und mittels der zweiten Elektrode 13.2 Schutzgas ausschließlich in das zweite Innenvolumen V₂ führbar ist.
Eine zweite mögliche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung ist in 3 gezeigt. Die Anordnung ist ähnlich wie die in 2 gezeigte aufgebaut. Jedoch weist die Mantelfläche M des Ofengehäuses 8 einen Unterbruch 17 auf, welcher in Form eines radial, also senkrecht zur Längsachse L um die Mantelfläche M verlaufenden Schlitzes ausgestaltet ist. Die Breite, bzw. das Spaltmaß oder der Spaltabstand, des Unterbruchs 17 ist bevorzugt kleiner gleich 1mm.
Auf bereits erläuterte Elemente wird nachfolgend nicht erneut eingegangen.
Aufgrund des Unterbruchs 17 wird ein Stromfluss, und damit einhergehend die jeweilige Heizrichtung, von einem ersten Endbereich E₁ des Ofengehäuses 8 über die Verbindungselemente 9.1-9.4 und durch den Ofenkörper 7 zu einem zweiten Endbereich E₂ und über die dort angeordneten Verbindungselementen 9.1-9.4 zurück zum Ofengehäuse 8 erzwungen. In den beiden Endbereichen E₁ und E₂ erfolgt somit eine Beheizung mittels der hier nicht eingezeichneten Elektroden 13.1 und 13.2 quer zur Längsachse L, während im mittigen Bereich M die Heizrichtung parallel zur Längsachse L verläuft. Die Heizrichtungen in den verschiedenen Bereichen E₁ , M, und E₂ , bzw. der Stromfluss, sind dabei jeweils durch gestrichelte Pfeile in die 3a illustriert. Die Endbereiche E₁ und E₂ werden durch die Dimensionierung der Verbindungselemente 9 definiert.
Durch die Unterteilung der Anordnung 4 in zwei quergeheizte Endbereiche E₁ und E₂ und einen längsgeheizten mittigen Bereich M kann eine deutlich isotropere Temperaturverteilung innerhalb des Innenvolumens V₁ des Ofenkörpers 7 , in welchem die jeweilige Analysenprobe atomisiert wird, bei gleichzeitig vergleichsweise geringer Leistungsaufnahme erzielt werden.
Sowohl in der in 3a also auch in der in 3b gezeigten Anordnung 4 ist der Unterbruch 17 in Form eines um die Mantelfläche des Ofengehäuses 8 verlaufenden Schlitzes ausgestaltet. In der Ausgestaltung gemäß 3a ist der Unterbruch 17 auf Höhe des ersten 10 und zweiten Aufgabenkanals 11 angeordnet und verläuft senkrecht zur Längsachse L. In der Ausgestaltung gemäß 3b dagegen verläuft der Unterbruch 17 schräg um die Mantelfläche, d.h. mit einem Winkel ungleich 90°. Ersteres ist fertigungstechnologisch einfacher zu realisieren, während letzteres zu einer erhöhten mechanischen Stabilität der Anordnung 4 führt.
Im Falle, dass die Verbindungselemente 9 in Form von Kontaktbrücken ausgestaltet sind, wie für die hier gezeigten beispielhaften Varianten, sind zahlreiche Möglichkeiten denkbar, welche beispielsweise die Dimensionierung der Kontaktbrücken oder auch die Anzahl der Kontaktbrücken oder die Anordnung der Kontaktbrücken relativ zum Ofenkörper 7 und Ofengehäuse 8 betreffen.
Überlegungen bezüglich der jeweiligen Ausgestaltung der Verbindungselemente 9 sind von zentraler Bedeutung für die Temperaturverteilung innerhalb des Ofenkörpers 7. Insbesondere, wenn die Anordnung einen Unterbruch 17, wie in 3 aufweist, werden unter anderem durch die Anordnung der Verbindungselemente 9 relativ zum Ofenkörper 7 und dem Ofenkörper die jeweiligen Heizabschnitte definiert. Der Einfachheit halber wird im Folgenden davon ausgegangen, dass die Verbindungselemente ausschließlich in den Endbereichen E₁ und E₂ angeordnet sind, so wie in 3 dargestellt.
4 zeigt drei verschiedene Ausgestaltungen bezüglich der Anzahl der Verbindungselemente 9. In 4a umfasst die Anordnung 4 zwei sich diametral gegenüberliegende Verbindungselemente 9.1 und 9.2 in jedem der beiden Endbereiche E₁ und E₂ . In den 4b bzw. 4c dagegen sind in jedem Endbereich E₁ und E₂ jeweils drei bzw. vier Verbindungselemente 9.1-9.3 bzw. 9.1-9.4 integriert, welche in gleichen Abständen entlang des Umfangs des Ofenkörpers 7 bzw. Ofengehäuses 8 angeordnet sind. Es versteht sich von selbst, dass mit zunehmender Anzahl von Verbindungselementen je Endbereich E₁ und E₂ die Größe des zweiten Innenvolumens V₂ abnimmt. Eine größere Anzahl an Verbindungselementen 9 bewirkt dagegen einerseits eine höhere mechanische Stabilität der Anordnung 4. Auf der anderen Seite nimmt der fertigungstechnologische Aufwand mit zunehmender Anzahl an Verbindungselementen 9 jedoch zu.
Weiterhin gilt, dass der Stromfluss durch die Verbindungselemente 9, und damit einhergehend der Wärmefluss, zwar einerseits von deren Anzahl abhängt. Ebenso hängt der Stromfluss aber auch von der Dimensionierung der einzelnen Verbindungselemente 9 ab. Dies betrifft beispielsweise die Kontaktflächen C, mittels welcher die Verbindungselemente 9 an den Ofenkörper 7 bzw. das Ofengehäuse 8 angeformt sind, wie in der perspektivischen Ansicht der Ausgestaltung aus 3a, wie sie in 5 dargestellt ist, illustriert ist. Im Falle, dass die Anordnung in den beiden Endbereichen E₁ und E₂ quergeheizt wird, während sie im mittigen Bereich M längsgeheizt wird, stellt die Dicke der Wandung W des Ofenkörpers 7 eine weitere wichtige Einflussgröße dar. Die Temperaturverteilung im Innenvolumen V₁ wird maßgeblich durch das Verhältnis der Kontaktflächen C der Verbindungselemente 9 und der Dicke der Wandung W des Ofenkörpers 7 bestimmt. Bevorzugt liegt Verhältnis des Flächeninhalts sämtlicher an den Ofenkörper 7 angrenzender Kontaktflächen C und der Dicke der Wandung C des Ofenkörpers 7 in jedem der Endbereiche E₁ und E₂ in einem Bereich von 0.5:1 bis 1.5:1.
Bezugszeichenliste

1: Atomabsorptionsspektrometer
2: Spektrale Lichtquelle
3: Messlichtbündel
4: Atomisiervorrichtung, Anordnung
5: Optik
6: Detektor
7: Ofenkörper
8: Ofengehäuse
9,9.1-9.4: Verbindungselement
10: erster Aufgabenkanal
11: zweiter Aufgabenkanal
12: Ofen-Kontaktzonen
13.1, 13.2: Elektroden
14: Elektroden-Kontaktzonen
15,15.1-15.3: Schutzgas-Kanäle
16: Nut
17: Unterbruch
A,A₁,A₂: Querschnittsflächen des Ofenkörpers und Ofengehäuses
V,V₁,V₂: Innenvolumina der Anordnung
E₁, E₂: Endbereiche der Anordnung
M: mittiger Bereich der Anordnung
L: Längsachse durch die Anordnung
C: Kontaktflächen der Verbindungselemente
W: Wandung des Ofenkörpers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3735013 A1 [0003]
DE 2165106 C2 [0005]
EP 0363457 B1 [0005]
EP 0364539 B1 [0005]
DE 2413782 B2 [0006, 0008]
DE 3228245 A1 [0009]
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DE 2148777 [0009]
US 4407582 [0009]
DE 8714670 U1 [0009]
DE 3534417 A1 [0009]
EP 0350722 A2 [0009]
EP 0303134 A2 [0009]
EP 0311761 A2 [0009]
DE 3802968 A1 [0009]
DE 4243766 C2 [0009]
DE 19835074 A1 [0010, 0029]

Claims

Anordnung (4) für die elektrothermische Atomabsorptionsspektroskopie mit einem rohrförmigen Ofenkörper (7) mit einer ersten Querschnittsfläche (A₁), welcher Ofenkörper (7) einen ersten Aufgabenkanal (10) zur Einbringung einer Analysenprobe in den Ofenkörper (7) aufweist, einem den Ofenkörper (7) zumindest teilweise entlang seiner Längsachse (L) umgebenden rohrförmigen Ofengehäuse (8) mit einer zweiten Querschnittsfläche (A₂), welche größer als die erste Querschnittsfläche (A₁) des Ofenköpers (7) ist, welches Ofengehäuse (8) einen zweiten Aufgabenkanal (11) zur Einbringung der Analysenprobe in den Ofenkörper (7) aufweist, und zumindest einem Verbindungselement (9) zur Verbindung des Ofengehäuses (7) mit dem Ofenkörper (8), welches Verbindungselement (9) zumindest an einen Teilbereich des Ofengehäuses (7) und an einen Teilbereich des Ofenkörpers (8) angebracht, insbesondere angeformt, ist.
Anordnung (4) nach Anspruch 1, umfassend eine erste Elektrode (13.1) und eine zweite Elektrode (13.2) zur elektrischen Kontaktierung der Anordnung (4), insbesondere in einem ersten (E₁) und zweiten Endbereich (E₂) des Ofenkörpers (7) und/oder des Ofengehäuses (8) entlang der Längsachse (L) durch die Anordnung (4).
Anordnung (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ofenkörper (7) und/oder das Ofengehäuse (8) im ersten (E₁) und zweiten Endbereich (E₂) eine erste und zweite Ofen-Kontaktzone (12) zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit der ersten (13.1) und zweiten Elektrode (13.2) aufweist/aufweisen, insbesondere jeweils in Form eine zumindest teilweise abgeschrägten Fläche, und wobei die erste (13.1) und zweite Elektrode (13.2) eine zur jeweiligen Ofen-Kontaktzone (12) komplementäre Elektroden-Kontaktzone (14) aufweisen.
Anordnung (4) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste (13.1) und zweite Elektrode (13.2) jeweils zumindest einen Schutzgas-Kanal (15,15.1-15.3) zur Führung zumindest eines Schutzgases aufweisen.
Anordnung (4) nach Anspruch 4, wobei der Ofenkörper (7), das Ofengehäuse (8), das Verbindungselement (9) und/oder die beiden Elektroden (13.1,13.2) derart ausgestaltet und/oder angeordnet sind, dass das durch die Schutzgas-Kanäle (15,15.1-15.3) geführte Schutzgas zumindest in ein erstes Innenvolumen (V₁) des Ofenkörpers (7) und zumindest ein durch den Ofenkörper (7), das Verbindungselement (9) und das Ofengehäuse (8) gebildetes zweites Innenvolumen (V₂) führbar ist.
Anordnung (4) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mantelfläche des Ofengehäuses (8) einen Unterbruch (17) aufweist, insbesondere einen Unterbruch (17) mit einer Breite kleiner gleich 1mm.
Anordnung nach Anspruch 6, wobei der Unterbruch (17) in Form eines in einem vorgebbaren Winkel zur Längsachse (L) um die Mantelfläche des Ofengehäuses (8) verlaufenden Schlitzes, Spaltes oder einer Furche, ausgestaltet ist.
Anordnung (4) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Unterbruch (17) zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Material gefüllt ist.
Anordnung (4) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Verbindungselement (9,9.1-9.4) in Form einer Kontaktbrücke ausgestaltet ist, welche radial zwischen dem Ofenkörper (7) und dem Ofengehäuse (8) verläuft, und wobei die Kontaktbrücke eine erste und eine zweite vorgebbare Kontaktfläche (C), insbesondere mit einen vorgebbaren Flächeninhalt und/oder einer vorgebbaren Flächenform, aufweist, wobei die erste Kontaktfläche mit einer Mantelfläche des Ofengehäuses (8) und die zweite Kontaktfläche mit einer Mantelfläche des Ofenkörpers (7) verbunden ist.
Anordnung (4) nach Anspruch 9, wobei eine Querschnittsfläche der Kontaktbrücke (9) und/oder zumindest eine der beiden Kontaktflächen (C) und/oder eine Anzahl der Kontaktbrücken (9) derart gewählt ist/sind, dass sich eine isotrope Temperaturverteilung im ersten Innenvolumen (V₁) des Ofenkörpers (7) einstellt.
Anordnung (4) nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein Verhältnis des Flächeninhalts der Kontaktflächen (C) und einer Dicke einer Wandung (W) des Ofenkörpers (7) im Bereich von 0.5:1 bis 1.5:1 liegt.
Anordnung (4) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein erstes Verbindungselement (9,9.1-9.4) im ersten Endbereich (E₁) der Anordnung (4) und ein zweites Verbindungselement (9,9.1-9.4) im zweiten Endbereich (E₂) der Anordnung (4) angeordnet ist.
Anordnung (4) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest zwei Verbindungselemente (9.1,9.2), welche sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind, oder umfassend drei (9.1-9.3) oder vier Verbindungselemente (9.1-9.4), welche gleichwinklig zueinander entlang einer Umfangslinie um den Ofenkörper (7) und/oder das Ofengehäuse (8) angeordnet sind.
Atomabsorptionsspektrometer (1) umfassend eine Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
Atomabsorptionsspektrometer (1) nach Anspruch 14, umfassend eine Magnetfeldeinrichtung.