DE2554950C2

DE2554950C2 - Graphitrohr zum Atomisieren von Proben bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie

Info

Publication number: DE2554950C2
Application number: DE2554950A
Authority: DE
Inventors: Rolf Ing.(grad.) 7777 Salem Tamm
Original assignee: Bodenseewerk Perkin Elmer & Co 7770 Ueberlingen GmbH; Bodenseewerk Perkin Elmer and Co GmbH
Current assignee: PE Manufacturing GmbH
Priority date: 1975-12-06
Filing date: 1975-12-06
Publication date: 1983-12-29
Also published as: GB1517660A; US4111563A; DE2554950A1

Description

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dadurch gekennzeichnet, daß

(c) der Innenkörper (16, 32) in axialer Richtung wesentlich kürzer ist als der Außenkörper (14, 34) und im mittleren Bereich des Außenkörpers (14,34) angeordnet ist

2. Gruphitrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

(d) der Innenkörper (16, 32) rohrförmig ist und unter Bildung von Längskanälen (18, 20, 32) zwischen Innen- und Außenkörper (16,32 bzw. 14,34) fest koaxial in dem Außenkörper (14,34) gehalten ist, und

(e) in den Wandungen des Außenkörpers (14, 34) und des Innenkörpers (16, 32) fluchtend je eine Probeneingabeöffnung (28,30) gebildet ist.

3. Graphitrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenxörper (16, 32) mit dem Außenkörper (14, 34) :ws einem Stück besteht und durch Stege (24, 26, 36) m"ü diesem verbunden ist wobei zwischen dem Innenkorper (16, 32), dem Außenkörper (14,34) und den Stegen (24,26,36) die Längskanäle (18,20,38) gebildet sind.

4. Graphitrohr nach Anspruch 3, dadurch gekenn- ·*ο zeichnet, daß der Innenkorper (16) mit dem Außenkörper (14) durch zwei diametral einander gegenüberliegende Stege (24, 26) verbunden is» und zwischen Innenkörper und Außenkörper und den Stegen zwei im Querschnitt bogenförmige Längskanäle (18,20) gebildet sind.

5. Graphitrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkorper (32) und der Außenkörper (34) von einem rohrförmigen Graphitteil und einem in Innendurchmesser verengten mittleren Abschnitt (40) gebildet sind, durch den als Längskanäle (38) axiale Bohrung verlaufen, wobei der Teil des mittleren Abschnitts (40) radial einwärts von den Längskanälen (38) den Innenkörper (32) bildet.

Die Erfindung betrifft ein Graphitrohr zum Atomisie- ω ren von Proben bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie enthaltend

(a) einen an beiden Enden offenen, rohrförmigen Außenkörper (14, 34) aus elektrisch leitendem t» Material, und

(b) einen innerhalb des Außenkörpers (14, 34) angeordneten Innenkorper (16,32) aus Graphit.

Üblicherweise ist ein Graphitrohr ein an beiden Enden offenes Rohr aus Graphit mit einer in der Wandung des Rohres vorgesehenen Probeneingabeöffnung. Die gegenüberliegenden Enden dieses Rohres sind als Kontaktflächen zur Verbindung mit den Elektroden einer Graphitrohrküvette ausgebildet (DE-AS 20 06 032, DE-AS 21 48 777).

Zur Messung der Atomabsorption wird eine Probe in das Innere des Graphitrohres eingebracht, bei relativ niedriger Temperatur getrocknet und verascht und anschließend bei hoher Temperatur atomisiert. Das Graphitrohr ist im Strahlengang des Spektrometer angeordnet, so daß ein Meßlichtbündel in Längsrichtung durch das Graphitrohr verläuft und die Lichtabsorption durch die im Inneren des Graphitrohrs vorhandenen Atome gemessen werden kann.

Es hat sich gezeigt, daß bei der Messung der Atomabsorption mit flüssigen Proben dadurch Störungen auftreten, daß sich die Flüssigkeit übet große Teile der Innenwand des Graphitrohrs verbreiten. Dabei gelangen sie auch zu den Endteiien des Graphitrohrs, an denen durch die relativ niedrigere Temperatur nur eine unvollständige Verdampfung stattfindet, so daß das Probenmaterial verschleppt wird und bei nachfolgenden Messungen andere Proben stört. Durch die geringfügig poröse Struktur des Graphits kann die Probe so weit in die Wand des Graphitrohrs einsickern, daß ein unkontrollierbarer Anteil davon beim Aufheizen durch die Wand nach außen durchtritt und für die Messung verloren geht. Dadurch ergibt sich eine nicht vernachlässigbare Verschlechterung der Meßempfindiichkeit.

Es ist bekannt (DE-OS 23 23 774), diese Störungen dadurch zu vermeiden, daß das Graphitrohr mindestens über einen Teil seiner Innenwand mit quer zur Rohrachse verlaufenden Rillen versehen wird. Das Eindrehen der Rillen verursacht jedoch eine so starke Aufrauhung der Innerfläche, daß dadurch ein zusätzliches Einsickern des Probenmaterials verursacht wird, so daß die dadurch erzielbare Verbesserung nicht ganz den gewünschten Umfang erreicht.

Es ist weiterhin bekannt, Graphitrohre der vorgenannten Art nicht aus normalem Graphit, sondern aus sogenanntem pyrolytischem Graphit herzustellen. Dieser pyrolytische Graphit ist nicht mehr porös und daher gasdicht. In diesen pyrolytischen Graphit können auch Rillen der vorerwähnten Art eingedreht werden, ohne daß die Probe in diesen versickern kann. Durch die Verwendung solcher Graphitrohre werden daher die Störungen vermieden, die durch das Einsickern flüssiger Proben entstehen. Jedoch ist die Anwendung von pyrolytischem Graphit für diesen Zweck ungünstig, weil sich dadurch die Kosten für die Graphitrohre untragbar erhöhen.

Durch die DE-OS 22 25 421 ist ein Graphitrohr bekannt, das einen an beiden Enden offenen Außenkörper aus einem elektrisch leitenden Material und einen innerhalb des Außenkörpers angeordneten, rohrförmigen Innenkörper aus Graphit enthält. Der Außenkörper bildet dabei einen stromdurchflossenen Heizkörper aus porösem oder schaumartigem, elektrisch leitenden Material. Der Innenkörper ist ein rohrförmiger Bauteil aus normalem Graphit, der in einer horizontalen Bohrung des Außenkörpers liegt, deren Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Innenkörpers. Dieser Innenkörper erstreck·, sich über die gesamte Länge des Außcnkörpcs. Durch diese Konstruktion soll das Graphitrohr mit im Vergleich zum Stande der Technik kleinen Stromstärken und entspre-

chend höherer Spannung aufgeheizt werden. Auch sollen die Wärmeverluste möglichst klein gehalten werden. Zur Lösung der vorstehend geschilderten Probleme ist diese bekannte Anordnung ersichtlich nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Graphitrohre der vorerwähnten Art aus normalem Graphit so auszubilden, daß auch bei Messungen an flüssigen Proben die durch die ungehinderte Ausbreitung der Flüssigkeit über die Innenwand des Graphitrohrs und durch das Versickern der Flüssigkeit in der Innenwand verursachten Störungen und Meßfehler vermindert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

Die Anordnung eines solchen Innenkörpers gewirkt, daß das Ausbreiten und Einsickern von Flüssigkeit auf den Innenkörper beschränkt bleibt Selbst wenn die flüssige Probe den Innenkörper durchdringt, führt dies hier nicht zum unkontrollierbaren Verlust eines Teils der Flüssigkeit denn beim Verdampfungsvorgang bleibt der aus dem Innenkörper austretende Teil der Flüssigkeit innerhalb des Graphitrohrs. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert F i g. I zeigt ein Graphitrohr im Längsschnitt

F i g. 2 zeigt das Graphitrohr im Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1, und

Fig.3 zeigt eine andere Ausführung des Graphitrohrs im Schnitt analog zu F i g. 2.

Fig. 1 zeigt ein Graphitrohr 10 im Längsschnitt mit einem durch div Pfeile 12 angedeuteten Lichtbündel, das das Graphitrohr 10 zur Durchführung der Atomabsorptionsmessungen durchsetzt Das Graphitrohr 10 besteht aus einem an beiden Enden offenen, rohrförmigen Außenkörper 14 und einem innerhalb des Außenkörpers 14 angeordneten rohrförmigen Innenkörper 16 aus Graphit. De;· Innenkörper 16 ist unter Bildung von Längskanälen 18, 20 koaxial in dem Außenkörper 14 gehalten. Der Innenkörper 16 ist in axialer Richtung wesentlich kürzer als der Außenkörper 14 und erstreckt sich nur über einen Teil det Länge des Graphitrohres 10. Im Inneren des Innenkörpers 16 befindet sich ein Tropfen 22 einer flüssigen Probe. Aus der Querschnittsdarstellung in F i g. 2 ergibt sich, daß der Innenkörper 16 einstückig mit dem Außenkörper 14 ausgebildet ist und über zwei diametral einander gegenüberliegende Stege 24, 26 mit der Innenwand des Außenkörpers 14 verbunden ist. Es entstehen so zwischen Innenkörper 16, Außenkörper 14 und Stegen 24, 26 zwei im Querschnitt bogenförmige Längskanäle 18, 20 die den Durchtritt

von Inertgas durch das Graphitrohr 10 um den Innenkörper 16 herum gestatten.

In den Wandungen des Außenkörpers 14 und des Innenkörpers 16 sind fluchtend je eine Probeneingabeöffnung 28 bzw. 30 gebildet

Auch bei der Ausführungsform nach Fig.3 besteht ein Innenkörper 32 mit einem Außenkörper 34 aus einem Stück und ist durch Stege 36 mit diesem Außenkörper 34 verbunden, wobei zwischen dem Innenkörper 32, dem Außenkörper 34 und den Stegen 36 Längskanäle 38 gebildet sind. Das wird bei der Ausführungsform nach F i g. 3 dadurch erreicht, daß der Innenkörper 32 und der Außenkörper 34 von einem rohrförmigen Graphitteil mit einem im Innendurchmesser verengten mittleren Abschnitt 40 gebildet sind, durch den als Längskanäle 38 axiale Bohrungen verlaufen. Der Teil des mittleren Abschnitts 40 radial einwärts von den Längskanälen 38 bildet den Innenkörper 32.

An seiner Innenwand ist der innenkö'per 32 mit einer Verkleidung 42 aus einem gasundurchräcsii;en Material versehen, die ein Eindringen der flüssigen Probe in das Wandmaterial des Innenkörpers 32 verhindert

Außer den in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Innenkörpern 16 und 32 können auch wannenförmige oder sogar ebene Formkörper, gegebenenfalls mit gewellten Flächen, vorgesehen sein, die ebenfalls so angeordnet sind, daß sie keine Störungen in dem das Graphitrohr 10 durchsetzenden Lichtbündel 12 hervorrufen und auch den Inertgasstrom, der durch das Graphitrohr hindurchtritt, nicht behindern. In jedem Falle wird durch einen Innenkörper dieser Art erreicht, daß sich die flüssige Probe nur über die Wandung des Innenkörpers selbst ausbreiten kann, sowie, daß auch solche Anteile der Flüssigkeit, die durch den Innenkörper hindurchdringen, von der Messung erfaßt werden.

In der Praxis hat sich weiter gezeigt, daß bei der Messung flüssiger Proben mit den bisher üblichen Graphitrohren starke Veränderungen in der Meßempfindlichkeit beim Wechsel der Graphitrohre auftreten, z. B. weil die Porosität des Graphits der einzelnen Graphitrohre recht unterschiedlich sein kann. Durch die Verwendung des Graphitrohres 10 mit einem innenkörper 16 oder 32 werden diese Unterschiede in der Meßempfindlichkeit beim Wechsel der Graphitrohre erheblich reduziert. Auch hier bringt die Verwendung einer gasundurchlässigen Verkleidung 42 eine zusätzliche Verbesserung.

Zwischen dem Außenkörper 14 bzw. 34 und dem Innenkörper 16 bzw. 32 besteht nur über die verbindenden Stege eine elektrisch und thermisch leitende Verbindung. Die Beheizung des lnnenl:örpers 16 bzw. 32 erfolgt daher im wesentlichen indirekt über den Aubenkörper 14 bzw. 34, so daß der Innenkörper 16 bzw. 32 insbesondere beim Aufheizvorgang eine etwas niedrigere Temperatur als der Außenkörper 14 bzw. 34 besitzt, wodurch eine erwünschte Konzentration der zu messenden Probensubstanz in der Mitte des Graphitrohrs 10 erreicht wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Graphitrohr zum Atomisieren von Proben bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie enthaltend

(a) einen an beiden Enden offenen, rohrförmigen Außenkörper (14, 34) aus elektrisch leitendem Material, und

(b) einen innerhalb des Außenkörpers (14, 34) angeordneten Innenkörper(16,32) aus Graphit,