DE3520406C2

DE3520406C2 -

Info

Publication number: DE3520406C2
Application number: DE19853520406
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Mito Jp Kitagawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1987-08-20
Also published as: DE3520406A1; JPS60262044A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flammenatom absorptions-Spektralphotometer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In konventionellen Flammenatomabsorptions-Spektral photometern wird im allgemeinen ein Lichstrahl durch einen fotoelektrischen Detektor empfangen, nachdem dieser Lichtstrahl, der von einer Lichtquelle emittiert wird, durch die Flamme, die eine Probe in einer Probenkammer erhitzt und zerstäubt, geleitet wurde. Der Lichtstrahl von der Lichtquelle ist impulsförmig, um ihn von dem Flammenlicht zu unterscheiden. Die Größe der Impulse des in der Probe absorbierten Lichtes, wird als Meßgröße für den Gehalt der zu bestimmenden Substanz (Konzentration) in der Probe von dem fotoelektrischen Detektor empfangen. Um den Brennzustand dieser Flamme zu überwachen, ist bisher ein Ultraviolettsensor vorgesehen worden, um die ultraviolette Strahlung, die von der Flamme emittiert wird, zu fühlen, und dadurch den Brennzustand der Flamme zu überwachen und zu steuern.

Bei Gebrauch des Ultraviolettsensors ergeben sich jedoch die folgenden Probleme:

1. Der Sensor muß an einer Position angeordnet sein, an der er nicht durch das Licht der Lichtquelle beeinflußt wird.
2. Der Sensor muß an einer Position angeordnet sein, wo er nicht beeinflußt wird durch externes Licht (das Sonnenlicht und das Licht einer Beleuchtungslampe).
3. Regelung der Leistungsquelle ist notwendig, um eine Variation in der Empfindlichkeit des Ultraviolettsensors auszuschalten.
4. Er ist teuer.

Aus EP 00 69 204 A2 ist ein Flammenatomabsorptions- Spektralfotometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, das ein Gassteuersystem aufweist, mit dessen Hilfe die Gaszufuhr für die Flamme unterbrochen werden kann, wenn festgestellt wird, daß die Flamme aus ist. Dazu wird ein pulsierender Lichtstrahl von einer Licht quelle durch eine Flamme geleitet. Ein Flammenüber wachungs-Detektor nimmt das Licht der Flamme und des pulsierenden Lichtstrahls auf, er wird jedoch nur akti viert, wenn der pulsierende Lichtstrahl gerade einen "Dunkelpuls" hat, d. h. die Lichtquelle momentan kein Licht aussendet. Dadurch ist der Detektor in der Lage, das Flammenlicht selbst ohne weitere Einflüsse zu detektieren.

Aus der DE-OS 28 06 145 ist ein Photodetektor bekannt, der ein Meßsignal liefert, das auch zur Steuerung der Stromversorgung einer Lichtquelle verwendet werden kann. Das dort beschriebene Verfahren verwendet allerdings zwei Detektoren, von denen einer lediglich das Flammenlicht erfaßt, während das von einer Lichtquelle ausgehende und zu erfassende Lichtsignal von dem anderen Detektor erfaßt wird.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Flammenatomabsorp tions-Spektralphotometer gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart anzugeben, daß die Flamme ohne den Gebrauch eines weiteren Sensors überwacht und ge steuert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angege benen Merkmale gelöst.

Dabei wird ausgenutzt, daß das aus dem von der Flamme emittierten Gleichlicht und aus dem Wechsellicht der Lichtquelle bestehende in den photoelektrischen Detektor eintretende Licht dort ein elektrisches Signal erzeugt, in dem eine dem Gleichlicht der Flamme entsprechende Gleichstromkomponente enthalten ist. Erfindungsgemäß ist ein Vergleicher vorgesehen, der den Pegel des durch die Verstärkung der Gleichstromkomponente des Ausgangssignals des photoelektrischen Umwandlers hergeleiteten Signals mit einem Bezugswert von einer Bezugswertquelle vergleicht. Die Flamme wird mittels eines Ausgangs dieses Vergleichers überwacht und gesteuert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführung des Flammenatomabsorptions-Spektralphotometer, und

Fig. 2 ein Schaubild des Zustandes der Signalwellenformen in jeder Einheit in Fig. 1.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Lichtquel le, 2 eine Flamme, um eine Probe (nicht gezeigt) in einer Probenkammer zu erhitzen und zu atomisieren, 3 einen fotoelektrischen Detektor für das Licht, das von der Lichtquelle 1 emittiert und durch die Probe geleitet wird, und zu dem das Licht, das von der Flamme 2 emittiert wird, hinzukommt, 4 einen Kondensator, um die Gleich stromkomponente des Ausgangssignals des fotoelektrischen Detektors 3 zu sperren, 5 einen Wechselstromverstärker, 6 eine Signalverarbeitungseinheit, die die Wechselstromkom ponente des Ausgangssignals des Detektors 3 empfängt, die durch den Wechselstromverstärker 5 verstärkt worden ist, und dieses Signal verarbeitet, 7 eine Anzeigeeinheit für die Signale der Signalverarbeitungseinheit 6, und 8 eine Flammensteuerungseinheit.

Die Gleichstromkomponente, die auf dem gleichförmigen Licht basiert, das von der Flamme 2 erzeugt wird, die die Probe zerstäubt, und welches zu der erwähnten Wechsel stromkomponente hinzukommt, wird zwischen den Widerstän den 9 und 10 abgenommen und durch einen Gleichstromver stärker 11 verstärkt. Danach wird diese Gleichstromkompo nente mit einem Referenzsignal, das durch eine Pegelsetz einheit 12 auf einen vorherbestimmten Pegel gesetzt ist, mittels eines Vergleichers 13 verglichen. Der Vergleicher 13 gibt ein Signal positiver Polarität aus, wenn der Pegel der Gleichstromkomponente höher ist als der Pegel des Referenzsignals und gibt ein Signal negativer Polari tät aus im entgegengesetzten Fall. Ein Meldegenerator 14 erfaßt dieses Signal und überträgt ein Steuerungssignal zu der Flammensteuerungseinheit 8 und schließt den Brennstoffdurchgang oder Luftdurchgang. Dadurch wird ein Ausströmen von Gasen verhindert, wenn die Flamme erlo schen ist.

Fig. 2 ist ein Schaubild, das den Zustand der Signalwel lenform in jeder Einheit in Fig. 1 zeigt. Das Licht 21, das von der Lichtquelle 1 emittiert wird, ist ein Licht einer Frequenz von 1,5 kHz. Das Licht 22, das die Proben kammer verläßt, besteht aus dem gleichförmigen Flammen licht und dem pulsartigen Licht von der Lichtquelle 1. Daher ist das Stromsignal 23 von dem fotoelektrischen Detektor 3 ebenfalls ein Signal, dessen Gleichstromkompo nente zu der Wechselstromkomponente addiert ist. Ledig lich die Wechselstromkomponente von 1,5 kHz wird durch den Wechselstromverstärker 5 verstärkt und eine Wechsel stromkomponente 24 wird als Probenmeßsignal V _SIG in die Signalverarbeitungseinheit 6 eingespeist. Auf der anderen Seite wird die Gleichstromkomponente durch den Gleich stromverstärker 11 verstärkt und, wenn das Niveau V _DC der Gleichstromkomponente 25 höher ist als ein Niveau V _LEV des Referenzsignals, wird ein Signal 26 von positiver Polarität von dem Vergleicher 13 ausgegeben.

Wenn die Flamme 2 des Brenners erloschen ist, besitzen die Signale, die jeweils mit den Bezugszeichen 22 B , 23 B, 25 B und 26 B bezeichneten Formen. In diesem Fall liegt die Gleichstromkomponente 25 B des Gleichstromverstärkers 11 unterhalb des Niveaus V _LEV und es wird das Signal 26 B mit negativer Polarität von dem Vergleicher 13 ausgegeben.

Claims

1. Flammenatomabsorptions-Spektralphotometer mit

- einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Wechsellichts,
- einer Heizeinrichtung mit einer Flamme zum Atomisieren einer Probe,
- einem fotoelektrischen Detektor zum Empfang des durch die atomisierte Probe hindurchgegangenen Lichts, welches als einen Anteil das Wechsellicht und als einen anderen Anteil das von der Flamme herrührende Gleichlicht ent hält, sowie zum Erzeugen eines elektrischen Signals,
- einer Signalverarbeitungseinheit für den Anteil des dem Wechsellicht entsprechenden elektrischen Signals und einer Anzeigeeinheit dafür,
- einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des dem Gleichlicht entsprechenden elektrischen Signals mit einem vorgebbaren Bezugswert und
- einer Einrichtung zur Anzeige des Flammenzustands der Heizeinrichtung in Abhängigkeit dieses Vergleichs,

gekennzeichnet durch

- Mittel (4, 9, 10) zur Trennung der elektrischen Signale (23) des fotoelektrischen Detektors (3), die dem empfangenen Wechsellicht und dem empfangenen Gleich licht entsprechen,
- Mittel (4, 5) zur Zuführung des dem Wechsellicht ent sprechenden elektrischen Signals (24) zur Signalver arbeitungseinheit (6) und
- Mittel (9, 10, 11) zur Zuführung des dem Gleichlicht entsprechenden elektrischen Signals (25) zur Vergleichs einrichtung (13).

2. Spektralphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Heizeinrichtung in Abhängigkeit des Vergleichs abschaltbar ist.

3. Spektralphotometer nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Steuereinheit (8) zur Unter brechung der Zufuhr von Brennstoffgas vorgesehen ist.

4. Spektralphotometer nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit (8) zur Unterbrechung der Zufuhr von Luft vorgesehen ist.