DE19708147A1

DE19708147A1 - Vorrichtung zur UV-Bestrahlung kleiner Probenmengen

Info

Publication number: DE19708147A1
Application number: DE1997108147
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Meyer; Steffen Dipl Ing Johne; Heido Dipl Ing Herrmann; Dietrich Dr Birus
Original assignee: UMEX GES fur UMWELTBERATUNG U
Current assignee: UMEX GES fur UMWELTBERATUNG U
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur UV-Bestrahlung kleiner Probenmengen mit einem elektrodenlosen Entladungsraum, der mit einem Quecksilberdampf-Edelgas-Gemisch gefüllt ist.

Die Vorrichtung dient zur UV-Bestrahlung kleiner Probenmengen in gasförmiger oder flüssiger Form, insbesondere zum fotochemischen Umset zen und zum Abbau von vorrangig organischen Stoffen in der Wasserana lytik.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der erfindungsgemäße Vorrichtung ist der Aufschluß schwerlöslicher Substanzen zum Zweck der Durchführung von Analysen, vorrangig zur Bestimmung von organischen und anorganischen Verbindungen und Einzelstoffen in Wässern, insbesondere beim Aufschluß kleiner kontinuierlich strömender Stoffströme bei der Gesamt-Kohlenstoff bestimmung, sowie bei der Stickstoff- und Phosphorbestimmung.

Im Stand der Technik ist es bekannt, zum Abbau organischer Verbindungen in Wässern UV-Strahlung zu benutzen. Bei den üblicherweise hierfür verwendeten Vorrichtungen durchströmt das zu bestrahlende Medium ein im wesentlichen zylindrisches Rohr, innerhalb oder außerhalb dessen mindestens ein UV-Strahler angeordnet ist.

Bei diesen Vorrichtungen wirkt sich ungünstig aus, daß eine relativ große Wassermenge am Strahler vorbeigeführt werden muß, damit eine fotoche mische Umsetzung erfolgt. Ferner ist nachteilig, daß eine ausreichende Strahlungsdosis in den meisten Fällen nur schwer zu realisieren ist. Dies ist dadurch bedingt, daß Stahlerschutzrohre erforderlich sind und große Abstände zwischen der Strahlungsquelle und dem zu bestrahlenden Medium eingehalten werden müssen und daß sich nur geringe Verweilzei ten am Strahler ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht, kleine strömende Probemen gen einer intensiven UV-Bestrahlung mit ausreichend langen Verweilzeiten der zu bestrahlenden Proben am UV-Strahler, zu unterziehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Entladungs raum aus einem allseitig verschlossenen, zylinderförmigen Quarzglasrohr besteht, in dessen Innenraum sich mindestens eine gewendelte Quarzglas kapillare befindet, deren Ein- und Ausgang hermetisch dicht durch die Wand des zylinderförmigen Quarzrohres geführt werden und daß außerhalb des zylinderförmigen Quarzrohres Einrichtungen zur induktiven und/oder kapazitiven Einkopplung von HF-Energie angebracht sind.

In einer vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden bis zu 25% der Kapillaren von einem Kühlmedium zum Temperie ren des Strahlers durchflossen.

Ferner ist es möglich, daß mindestens zwei Kapillaren parallel angeordnet werden, wobei mindestens jeweils eine von der zu untersuchenden Proben substanz und mindestens eine weitere von einer Referenzlösung durchflos sen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die UV-Bestrahlung kleiner Probenmengen besonders für strömende Medien und ermöglicht deshalb vor allem die Behandlung von Aufschlüssen, die eine UV-Bestrahlung mit hoher Intensität bei ausreichender Verweilzeit der Probensubstanz unter UV-Bestrahlung erfordern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen für einen Aufschlußreaktor näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Anordnung mit kapazitiver Anregung und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Anordnung mit induktiver Anregung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung ist ein geschlossenes zylinder förmiges Gefäß 1 aus Quarzglas mit einem Quecksilber-Edelgas-Gemisch 3 gefüllt. Im Inneren dieses Gefäßes 1 ist eine gewendelte Quarzglaskapillare 2 angeordnet. Der Eingang 4b und der Ausgang 4a der gewendelten Quarz glaskapillare 2 werden durch die Wand des Gefäßes 1 nach außen geführt. Die Durchführungen hierzu sind eingeschmolzen, so daß eine hermetisch dichte Ausführung des zylinderförmigen Gefäßes 1 gewährleistet ist.

Auf der Außenfläche des Gefäßes 1 sind in Fig. 1 zwei Kondensatorelek troden 5 voneinander isoliert angebracht. Die Kondensatorelektroden 5 sind in Form von halbkreisförmigen Metallplatten ausgeführt, wobei der Luftspalt 7 zusammen mit dem Quarzglasgefäß 1 das Dielektrikum für den Kondensa tor bilden. Diese Kondensatoranordnung ermöglicht die Einkopplung der HF-Energie in den Strahler. Gleichzeitig übernehmen die Kondensatorelek troden 5 die Funktion von Reflektoren, mit denen der nach außen gerichtete Anteil der ausgesendeten UV-Strahlung nach innen gerichtet und damit der zu bestrahlenden Probe zugeführt wird. Der elektrische Anschluß an die hier nicht dargestellte HF-Quelle wird über Anschlußösen 6 vorgenommen, die an den Kondensatorelektroden 5 befestigt sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform mit induktiver Einkopp lung der HF-Energie ist auf der Außenfläche des Gefäßes 1 eine HF-Spule 8 angebracht. Dabei ist es möglich, für Ausführungen, mit denen höhere Leistungen umgesetzt werden müssen, die HF-Spule rohrförmig auszufüh ren. Die Rohre können hierbei zum Zwecke der Kühlung von Kühlwasser durchflossen werden. Vorteilhaft ist es in diesem Fall, den Kühlwasserein tritt 9a und den Kühlwasseraustritt 9b gleichzeitig als Anschlüsse an die hier ebenfalls nicht dargestellte HF-Quelle zu nutzen.

Bezugszeichenliste

1

zylinderförmiges Gefäß

2

Quarzglaskapillare

3

Quecksilber-Edelgas-Gemisch

4

a Kapillarenausgang

4

b Kapillareneingang

5

Kondensatorelektrode

6

Anschlußösen

7

Dielektrikum

8

HF-Spule

9

a Kühlwassereintritt

9

b Kühlwasseraustritt

Claims

1. Vorrichtung zur UV-Bestrahlung kleiner Probenmengen mit einem elektrodenlosen Entladungsraum, der mit einem Quecksilberdampf-Edel gas-Gemisch 3 gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungs raum aus einem allseitig verschlossenen, zylinderförmigen Gefäß 1 aus Quarzglas besteht, in dessen Innenraum sich mindestens eine gewendelte Quarzglaskapillare 2 befindet, deren Ein- und Ausgang (4a, 4b) hermetisch dicht durch die Wand des zylinderförmigen Gefäßes (1) geführt werden und daß außerhalb des zylinderförmigen Gefäßes (1) Einrichtungen zur induktiven und/oder kapazitiven Einkopplung von HF-Energie angebracht sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innen raum des zylinderförmigen Gefäßes (1) mehrere Quarzglaskapillaren (2) angebracht sind, und daß mindestens eine der Quarzglaskapillaren (2) von einem Kühlmedium zum Temperieren des Strahlers durchflossen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des zylinderförmigen Gefäßes (1) mindestens zwei Quarzglas kapillaren (2) parallel angeordnet sind, wobei jeweils eine von der zu unter suchenden Probensubstanz und jeweils eine weitere von einer Referenzlösung durchflossen wird.