DE4214344C1 - UV immersion lamp for photochemical reactions - has protective outer tube prevent UV light escape to surrounding - Google Patents
UV immersion lamp for photochemical reactions - has protective outer tube prevent UV light escape to surroundingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Tauchlampeneinheit für photochemische Reaktionen in Substanzen mittels UV-Lichtbestrahlung in einem Reagenzgefäß, mit einem hermetisch abgedichteten Tauchrohr aus Quarzglas mit einem darin befindlichen Quecksilber-Strahler, der axial sich gegenüberliegende Elektroden aufweist, wobei das Tauchrohr über ein Rohrende mit nach außen führenden Stroman schlüssen versehen ist, während das gegenüberliegende, freie Ende des Tauch rohres geschlossen und in das Reagenzgefäß eingetaucht ist.The invention relates to a diving lamp unit for photochemical reactions in substances using UV light irradiation in a test tube, with a hermetically sealed immersion tube made of quartz glass with an inside Mercury lamp, which has axially opposite electrodes, the immersion pipe via a pipe end with current leading to the outside is provided during the opposite, free end of the dive tube is closed and immersed in the test tube.
Aus dem Prospekt D 31 06 254.83 PK der Firma W. C. Heraeus GmbH Hanau, Pro duktbereich Original Hanau sind Tauchlampen für Versuche im Laboratorium und für die chemische Industrie bekannt, in denen in einem für UV-Strahlung durch lässigen Quarzglas-Tauchrohr ein Quecksilberstrahler angeordnet ist, welcher zur photochemischen Reaktion in bestrahlter Flüssigkeit dient.From brochure D 31 06 254.83 PK from W. C. Heraeus GmbH Hanau, Pro Product area Original Hanau are diving lamps for experiments in the laboratory and Known for the chemical industry, where UV radiation through casual quartz glass dip tube a mercury lamp is arranged, which is used for the photochemical reaction in irradiated liquid.
Als problematisch erweist sich im Laborbetrieb bei einer solchen Lampe, wie sie im Prospekt unter der Bezeichnung TQ 150 angegeben ist, ihre relative Baugröße, so daß die Bestrahlung in verhältnismäßig großen Probegefäßen unter Einsatz entsprechend großer Mengen an Probenflüssigkeit erfolgen muß; weiter hin ist mit einer verhältnismäßig hohen Erwärmung der Lampe zu rechnen, da die Strahlenausbeute in dem für Aufschluß-Reaktionen wesentlichen Spektralbereich von 200 bis 245 nm relativ gering ist und somit lange Bestrahlungszeiten er forderlich sind. A problem in laboratory operation with such a lamp, such as it is specified in the prospectus under the designation TQ 150, its relative Size, so that the radiation in relatively large test vessels Large amounts of sample liquid must be used; further a relatively high heating of the lamp is to be expected since the Radiation yield in the spectral range essential for digestion reactions from 200 to 245 nm is relatively low and therefore long exposure times are required.
Weiterhin ist aus dem DE-GM 83 19 281 eine Hochdruckentladungslampe mit einer Leistungsaufnahme von weniger als 80 W bekannt, bei der das Entladungsgefäß mittels eines umhüllenden Außenkolbens von einem Vakuum hoher Güte umgeben ist, um eine bestmögliche Wärmeisolation zu erzielen.Furthermore, from DE-GM 83 19 281 a high-pressure discharge lamp with a Power consumption of less than 80 W is known at the discharge vessel surrounded by a vacuum of high quality by means of an enveloping outer bulb is to achieve the best possible thermal insulation.
Eine solche Lampe ist für photochemische Reaktionen im UV-Lichtbereich nicht geeignet, da sie aufgrund ihrer Leuchtstoffbeschichtung Licht im sichtbaren Bereich aussendet, wobei der UV-Anteil weitgehend unterdrückt ist.Such a lamp is not suitable for photochemical reactions in the UV light range suitable because they have light in the visible due to their fluorescent coating Sends out area, the UV component is largely suppressed.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Tauchlampeneinheit zur Erzeugung von UV-Lichtstrahlen zu schaffen, welche im Laborbetrieb auch bei kleinen Probenmengen eine photochemische Umsetzung mittels kurzwelliger UV-Bestrahlung ermöglicht, wobei die unmittelbare Umgebung der Probe gegen UV-Bestrahlung geschützt werden soll.The invention has for its object to produce a diving lamp unit of UV light rays, which can be used in the laboratory even with small Sample quantities a photochemical conversion by means of short-wave UV radiation allows the immediate environment of the sample against UV radiation should be protected.
Die Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The invention is solved by the characterizing features of claim 1.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Ab schirmung sowohl das Bedienungspersonal als auch gegen UV-Bestrahlung sensiti ve Materialien, wie beispielsweise in benachbarten Probengefäßen, gegen die UV-Bestrahlung geschützt werden können. Aufgrund der Abschirmung lassen sich so den einzelnen Proben im Laborbetrieb Strahlendosen vorgegebener Intensität und Dauer eindeutig zuordnen.A major advantage of the invention is the fact that from Ab shielding both the operating personnel and against UV radiation sensiti ve materials, such as in neighboring sample vessels, against the UV radiation can be protected. Because of the shielding so the individual samples in the laboratory operation radiation doses of predetermined intensity and clearly assign duration.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schutzrohr im Bereich des freien Endes des Tauchrohres mit einer Öffnung versehen, welche zum Einsetzen des Tauchrohres in das Reagenzgefäß dient.In a preferred embodiment, the protective tube is in the free area End of the dip tube with an opening, which for inserting the Dip tube into the test tube.
Als vorteilhaft erweist sich bei dieser Anordnung, daß der Strahler auf ein fache Weise außerhalb der Reaktionsflüssigkeit gezündet werden kann und bis zum Erreichen seiner Betriebsleistung sich außerhalb des Reaktionsgefäßes befindet. Erst bei Erreichen seiner Nennleistung wird der Strahler für einen definierbaren Zeitraum in das Reaktionsgefäß eingesetzt, so daß auf einfache Weise reproduzierbare Resultate erzielt werden können. In this arrangement, it proves advantageous that the radiator is switched on times can be ignited outside of the reaction liquid and up to reach its operating performance outside the reaction vessel located. The radiator is only used for one when its nominal power is reached definable period of time used in the reaction vessel, so that on simple Way reproducible results can be achieved.
Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Öffnung des Schutz rohres durch eine Standfläche gegen Lichtaustritt verschließbar, so daß hierbei vorteilhafterweise jegliche Fremdlichteinwirkung während der photochemischen Reaktion verhindert werden kann.Furthermore, in a preferred embodiment, the opening of the protection tubes can be closed by a stand against light emission, so that here advantageously any external light exposure during the photochemical Reaction can be prevented.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Strahler im Endbereich des freien Endes des Tauchrohres angeordnet, wobei der Elektrodenabstand der sich axial gegenüberliegenden Elektroden des Strahlers im Bereich von 1,8 bis 2,2 mm liegt; aufgrund der Positionierung im Endbereich des Tauchrohres und des geringen Elektrodenabstandes wird der Entladungsbogen der Lampe auch bei einem niedrigen Pegel der Probenflüssigkeit weitgehend von der umzusetzenden Probe umgeben, woraus sich vorteilhafterweise auch die photochemische Behand lungsmöglichkeit kleinster Probenmengen ergibt.In a further preferred embodiment, the radiator is in the end region the free end of the dip tube, the electrode spacing axially opposite electrodes of the radiator in the range from 1.8 to 2.2 mm; due to the positioning in the end area of the dip tube and The small distance between the electrodes also reduces the discharge arc of the lamp a low level of the sample liquid largely from that to be implemented Surround sample, which advantageously also the photochemical treatment the smallest sample quantities.
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. 1-3 näher erläutert.The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1-3.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt die erfindungsgemäße Tauchlampeneinheit, während Fig. 1 shows in cross section the diving lamp unit according to the invention, while
Fig. 2 die Tauchlampeneinheit in perspektivischer Darstellung mit aufgebroch enem Schutzrohr darstellt; FIG. 2 shows the diving lamp unit in perspective with the protective tube broken open;
Fig. 3 zeigt ein Diagramm über die Bestrahlungs stärke in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Fig. 3 shows a diagram of the irradiance as a function of the wavelength.
Gemäß Fig. 1 befindet sich der Strahler 1 innerhalb eines einseitig ge schlossenen zylindrischen Tauchrohres 2, welches aus Quarzglas besteht und für die kurzwellige UV-Strahlung im Bereich ab 200 nm durchlässig ist. Es handelt sich dabei um eine koaxiale Anordnung, wobei koaxial zur Achse 20 des Tauch rohres 2 ein Schutzrohr 3 angeordnet ist, welches die Fläche eines Zylinder mantels aufweist. Im Bereich des stromanschlußseitigen Endes 4 des Tauch rohres 2 ist der Rand des Schutzrohres 3 mit einer Abdeckung 12 verschlossen, durch welche die Stromzuführung 21 lichtdicht geführt ist, wobei zur einfachen Handhabung der Stromanschlußbereich der Abdeckung 12 entlang der Achse 20 mit einem stielförmigen Griffelement 22 versehen ist, welches an seinem oberen Ende 23 kugelförmig ausgebildet ist. Gemäß Fig. 1 bilden Schutzrohr 3 und Abdeckung 12 eine Baueinheit. Referring to FIG. 1, the radiator 1 is located within a side ge closed cylindrical immersion tube 2 consisting of quartz glass and is transparent to the nm short-wave UV radiation in the range from 200. It is a coaxial arrangement, wherein a protective tube 3 is arranged coaxially to the axis 20 of the immersion tube 2 , which has the surface of a cylinder jacket. In the area of the power connection end 4 of the immersion tube 2 , the edge of the protective tube 3 is closed with a cover 12 through which the power supply 21 is guided in a light-tight manner, with the power connection area of the cover 12 being provided along the axis 20 with a handle-shaped handle element 22 for easy handling which is spherical at its upper end 23 . Referring to FIG. 1 protective tube 3 and cover 12 form a structural unit.
Das zum Eintauchen in das Reaktionsgefäß vorgesehene freie Ende 5 des Tauch rohres 2 weist im Endbereich den Strahler 1 auf, wobei die sich axial gegen überliegenden Elektroden 15 des Strahlers im Abstand von ca. 2 mm angeordnet sind. Der den Endbereich 5 des Tauchrohres 2 umgebende Teil des Schutzrohres 3 ist mit einer Öffnung 7 versehen, um ein Eintauchen des Tauchrohres 2 bzw. seines Endbereiches 5 in das Reaktionsgefäß 9 zu gewährleisten. Die Öffnung 7 ist als Standfläche ausgebildet, wobei eine Halterung 13 als Standfuß 8 dient, die eine kreisrunde Bohrung 14 zur Aufnahme des Reaktionsgefäßes 9 aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen 9 durch die jeweiligen kreisrunden Ausnehmungen sicher zu halten, wobei während des Aufsetzens der Tauchlampeneinheit das Schutzrohr 3 an seinem offenen Ende 7 auf der Halterung 13 lichtdicht aufliegt, so daß photochemische Fremdeinwir kungen ausgeschlossen sind.The free end 5 of the immersion tube 2 provided for immersion in the reaction vessel has in the end region the radiator 1 , the axially opposite electrodes 15 of the radiator being arranged at a distance of approximately 2 mm. The part of the protective tube 3 which surrounds the end region 5 of the immersion tube 2 is provided with an opening 7 in order to ensure that the immersion tube 2 or its end region 5 is immersed in the reaction vessel 9 . The opening 7 is designed as a base, with a holder 13 serving as base 8 , which has a circular bore 14 for receiving the reaction vessel 9 . In this way, it is possible to hold a large number of reaction vessels 9 securely through the respective circular recesses, the protective tube 3 resting light-tight on its open end 7 on the holder 13 during the placement of the diving lamp unit, so that photochemical external influences are excluded.
Fig. 2 zeigt das teilweise aufgebrochene Schutzrohr 3, in dem sich das einge führte Reaktionsgefäß 9 befindet, in welches das Tauchrohr 2 mit seinem im Endbereich 5 befindlichen Strahler 1 hineinragt, wobei hier erkennbar ist, daß sich die Position des Strahlers 1 im unteren Ende des Reaktionsgefäßes 9 be findet, um auch bei kleinen Probenmengen eine intensive photochemische Be strahlung durch möglichst weitgehendes Eintauchen in die Probenflüssigkeit zu gewährleisten. Fig. 2 shows the partially broken protective tube 3 , in which the inserted reaction vessel 9 is located, into which the immersion tube 2 protrudes with its radiator 1 located in the end region 5 , it being evident here that the position of the radiator 1 is in the lower end of the reaction vessel 9 be, in order to ensure intensive photochemical radiation by immersing as far as possible into the sample liquid, even with small amounts of sample.
Als Werkstoff für das Schutzrohr ist jedes für UV-Licht undurchlässige Ma terial geeignet, wobei sich insbesondere ein Schutzrohr aus Polytetrafluor ethylen in der Praxis bewährt hat, da es einerseits eine ausreichende Lichtab schirmung aufweist, andererseits jedoch infolge seiner Flexibilität sich für den Laborbetrieb als besonders geeignet erwiesen hat.As a material for the protective tube, each dimension is impermeable to UV light suitable material, in particular a protective tube made of polytetrafluor Ethylene has proven itself in practice, since on the one hand there is sufficient light shielding, but on the other hand due to its flexibility laboratory operation has proven to be particularly suitable.
Anhand des Diagramms über die Spektralverteilung gemäß Fig. 3 ist erkennbar, daß der als Höchstleistungsstrahler ausgebildete Strahler neben seinen Linien spektren ein Strahlungsmaximum in dem für die photochemische Reaktion sehr wesentlichen Bereich für die Wellenlänge von 200-245 nm aufweist. Die Füllung besteht aus Quecksilber und Argon, wobei der auf Argon bezogene Kaltfülldruck im Bereich von 200 mbar liegt. Es ist weiterhin möglich, Dotierungsmittel zur Erweiterung des Spektrums einzusetzen. On the basis of the diagram on the spectral distribution shown in FIG. 3 is seen that the maximum power radiator designed as a radiator in addition to its lines spectra a maximum radiation in the very essential for the photochemical reaction region for the wavelength of 200-245 nm has. The filling consists of mercury and argon, with the cold filling pressure based on argon being in the range of 200 mbar. It is also possible to use dopants to expand the spectrum.
Die Wellenlänge ist dabei mit dem Symbol Lambda bezeichnet, die in relativen Einheiten ermittelte Bestrahlungsstärke ist mit dem Symbol E versehen.The wavelength is designated by the symbol lambda, which in relative Irradiance determined units is marked with the symbol E.
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1992
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Non-Patent Citations (1)
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| Prospekt D 310 625 4.83 PK, Fa. W.C. Heraeus GmbH Hanau * |
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