DE4223593A1 - Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger für die elektrothermische Atomisierung - Google Patents
Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger für die elektrothermische AtomisierungInfo
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- G01N21/74—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using flameless atomising, e.g. graphite furnaces
Description
Die Erfindung betrifft einen Rohrofen mit darin
arretiertem Probenträger für die elektrothermische
Atomisierung von Analysenproben, mit einer durchgehenden
Bohrung im mittleren Bereich des Mantels des Rohrofens
für die Einführung der Analysensubstanz in das Ofen
innere, mit zwei in der Innenwand des Rohrofens ange
brachten Nuten für die Aufnahme des Probenträgers, die
sich, ausgehend von einer der zwei stirnseitigen
Öffnungen des Rohrofens parallel zur mittleren Längsachse
des Rohrofens erstrecken und die unterhalb einer
gedachten, den Rohrofen in seiner Längserstreckung
horizontal und mittig durchsetzenden Ebene in der der
Bohrung für die Aufgabe der Analysensubstanz gegenüber
oder in etwa gegenüberliegenden Hälfte des Rohrofens
angeordnet sind und bei dem der im wesentlichen flache,
blättchenförmige Probenträger in den auf der Innenwand
des Rohrofens befindlichen Nuten gelagert ist und der
Probenträger mindestens eine Vertiefung für die Aufnahme
der Analysensubstanz hat, wobei diese Vertiefung unter
der im Ofenmantel für die Aufgabe der Analysensubstanz
bestimmten Bohrung angeordnet ist und sie betrifft des
weiteren einen Rohrofen mit darin arretiertem Proben
träger für die elektrothermische Atomisierung von
Analysenproben, mit einer durchgehenden Bohrung im
mittleren Bereich des Mantels des Rohrofens für die
Einführung der Analysensubstanz in das Ofeninnere, mit
auf der Innenwand des Rohrofens je auf einer Umfangslinie
umlaufenden Stegen, von denen jeder zwei Nuten hat, die
auf der Höhe einer gedachten Ebene, die sich unterhalb
der die längsverlaufende Mittellinie des Rohrofens
horizontal durchsetzenden Ebene parallel zu dieser
befindet, angeordnet sind und in denen der Probenträger
in zur Längserstreckung des Rohrofens paralleler Lage
gelagert ist, wobei der im wesentlichen flache,
blättchenförmige Probenträger aus einem breiteren Teil,
der in Nähe einer der zwei Rohrofenöffnungen angeordnet
und dort fixiert ist und einem sich an diesen Teil
anschließenden, schmaleren Teil mit mindestens einer
Vertiefung für die Aufnahme der Analysensubstanz, der in
Nuten der Stege im Abstand von der Innenwand im Inneren
des Rohrofens unterhalb der Bohrung für die Aufgabe der
Analysensubstanz gelagert ist, besteht.
Bei der elektrothermischen Atomisierung für Zwecke der
Bestimmung des Gehalts an chemischen Elementen wie dies
z. B. und in großem Umfang bei der flammenlosen Atom
absorptionsspektroskopie (AAS) oder auch bei der
Emissionsspektralanalyse durchgeführt wird, ist es für
die Erzielung von reproduzierbaren Meßwerten und von
scharfen Meßsignalen vorteilhaft, die aus Rohrofen und in
dem Rohrofen befindlichen Probenträger bestehende
Atomisierungszelle so zu erhitzen, daß der Rohrofen
bezüglich seiner Erhitzung der Temperaturentwicklung im
Probenträger voraneilt, damit die Verdampfung und Atomi
sierung der Analysensubstanz erst erfolgt, wenn sich die
Temperatur innerhalb des Rohrofens stabilisiert hat.
Von L′vov war deshalb eine Analysenanordnung mit ge
trennten Heizkreisen für den Rohrofen und für die Proben
verdampfung vorgeschlagen worden, die zwar eine Messung
unter weitgehend definierten, reproduzierbaren Bedingun
gen gestattete, aber wegen des hohen apparativen Auf
wandes für den ständigen Gebrauch wie z. B. für Serien
analysen nicht verwendbar war. Es wurden deshalb Atomi
sierungsöfen entwickelt, bei denen der Probenträger
keinen eigenen Heizkreis hat und durch Strahlung, Wärme
leitung und auch durch einen gewissen Betrag an
Joule′scher Wärme erhitzt wird. Die besten Ergebnisse
können jedoch erhalten werden, wenn die auf dem Proben
träger befindliche und gegebenenfalls vorbehandelte, d. h.
getrocknete und entgaste Analysenprobe allein durch die
vom umgebenden Rohrofen kommende Strahlung erhitzt wird
(H. Falk und A. Glismann, Fresenius, Z. Anal. Chem.
(1986) 323, 748-753 und I.L. Shuttler und H.T. Delves,
J. Analyt. Atomic Spectometry 1987) 2, 171). Voraus
setzung dafür ist eine entsprechende Lagerung des Proben
trägers im Rohrofen. Die zwangsläufig gegebenen Kontakte
zwischen Rohrofen und Probenträger müssen dazu so
beschaffen sein, daß der Probenträger praktisch nicht
vom elektrischen Heizstrom durchflossen und auch
möglichst wenig mittels Wärmeleitung aufgeheizt wird.
Ferner soll der Probenträger gut im Rohrofen fixiert
sein, damit er auch in starken magnetischen Feldern wie
bei der Zeeman-Untergrundkorrektur lagestabil bleibt.
Für die Realisierung dieser Bedingungen wurden neben
anderen Rohrofen/Probenträger-Anordnungen wie z. B. der
"Pin-Plattform", bei der der Probenträger auf stift
artigen Stützen auf dem Innenmantel des Ofens steht,
Lösungen vorgeschlagen, bei denen ein flacher, plättchen
förmiger Probenträger in im Rohrofeninnern vorhandenen
Nuten eingelegt, bzw. eingehängt ist.
Nach der DE-PS 29 24 123 hat der Rohrofen dazu auf seiner
Innenwand in Längsrichtung verlaufende dreieckige
Führungsnuten, in denen ein in der Draufsicht recht
eckiger Probenträger mit trapezförmigem Querschnitt in
definierter Lage über seine gesamte Längserstreckung im
Rohrofen gelagert und geführt ist. In dem deutschen
Gebrauchsmuster G 87 14 926.5 wird eine Anordnung
beschrieben, in der in der Innenwand des Rohrofens
trapezförmige Nuten vorhanden sind, in die ein in der
Draufsicht rechteckiger Probenträger mit ebenfalls
trapezförmigem Querschnitt eingeschoben ist. Im Gegensatz
zur Anordnung nach DE-PS 29 24 123 hat der Probenträger
hier nur mehr entlang einer Linie Kontakt mit dem
Rohrofen, da die korrespondierenden Flächen der Nuten und
des Probenträgers nicht parallel sind. Nachteilig bei
diesen Lösungen ist das Vorhandensein von nutenförmigen
Ausnehmungen mit relativ scharfen, meist spitzwinkeligen
Kanten in der Rohrofenwand. Beim pulsartigen Aufheizen
und dem darauf folgenden Abkühlen entstehen entlang
dieser Innenkanten Spannungen, die zu Rissen, die sich in
die Ofenwand hinein entwickeln, führen können und die den
Ofen vorzeitig unbrauchbar machen. Außerdem hat der
Probenträger entlang seiner Längskanten mit dem Ofen
körper Kontakt und kann durch Joule′sche Wärme sowie
Wärmeleitung in ungünstig hohem Maße aufgeheizt werden.
Schließlich ist die Masse des Probenträgers für eine
schnelle Aufheizung und Verdampfung der Analysenprobe bei
diesen Lösungen noch zu hoch. Ein demgegenüber ver
besserter Graphitrohrofen mit Probenträger ist in der
DE-OS 38 23 346.0 beschrieben. Hier liegt der Proben
träger nur in nutenförmigen Lagern, die in auf der
inneren Mantelfläche des Rohrofens umlaufende Stege ein
gearbeitet sind. Ein weiterer Steg im hinteren Teil des
Rohrofens dient als Anschlag für den Probenträger. Eine
reproduzierbare Horizontallage des Probenträgers im Rohr
ofen wird so gewährleistet. Außerdem wurde die Masse des
Probenträgers durch Anbringung einer U-förmigen Aus
nehmung an dem zu seiner Manipulation vorgesehenen Ende
verringert. Die auf der Rohrofeninnenwand umlaufenden
Stege schirmen das Ofeninnere gegen die Ofenenden ab, so
daß die Einstellung isothermer Bedingungen im Ofenzentrum
erleichtert ist. Der Probenträger ist hier durch seine
Lagerung in umlaufenden Stegen im Abstand von der Ofen
wand gehalten, wodurch die Wärmeübergangsbrücken weiter
verringert werden. Allerdings ist noch immer in gewissem
Maße die Entwicklung Joule′scher Wärme möglich, da die
Auflagen des Probenträgers in den mit der Rohrofenwand
materialschlüssig verbundenen Stegen den die Analysen
probe aufnehmenden Teil des Probenträgers einschließen.
Bei einer Weiterentwicklung dieser bereits verbesserten
Ausführungsform nach der europäischen Patentanmeldung
Nr. 0 442 009 A1 ist der Rohrofen aus Zonen mit unter
schiedlichen Wandstärken aufgebaut. Der Probenträger
besteht aus einem schmaleren, im mittleren Bereich des
Rohrofens angeordneten, für die Aufnahme der Analysen
probe bestimmten Teil und einem sich daran anschließenden
breiteren, durch die im wesentlichen U-förmige Gestalt
mit ein wenig elastischen, federnden Schenkeln ver
sehenen, auf der Seite der Rohrofenöffnung angeordneten
Anfangsteil. Der Probenträger liegt auch hier in Nuten,
die sich in zwei im Abstand um den Ofeninnenraum ange
ordneten umlaufenden Stegen befinden, ist aber durch die
besondere Formgebung der Nuten und durch Schultern, bzw.
Zapfen am breiteren Teil, die nach dem Einführen des
Probenträgers an entsprechenden stegartigen Vorsprüngen
des Rohrofeninneren anstehen, gegen Bewegungen in den
drei Richtungen des Raumes gesichert und im Abstand von
der Ofenöffnung gehalten. Diese Sicherung wird vor allen
Dingen dadurch bewirkt, daß die Nuten den Probenträger
oben und unten übergreifen und daß die beiden Schenkel
des gabelförmigen, breiteren Teils des Probenträgers beim
Einschieben über eine öffnungsseitige Verdickung der
Innenwand des Rohrofens etwas zusammengedrückt werden und
nach Überschreiten der Verdickung wieder in ihre Aus
gangsposition zurückfedern und nun arretierend von innen
an der Innenkante dieser Verdickung anstehen. Der Kontakt
von Probenträger und Rohrofen ist nun im kritischen,
schmalen, im Ofeninneren befindlichen Bereich des Proben
trägers nur auf die linienförmigen Berührungszonen in
den vier Nuten beschränkt. Durch die Einteilung des
Rohrofens in Zonen mit unterschiedlichen Wandstärken
werden Wärmesenken in Richtung der endseitigen Ofen
öffnungen vermieden, es kann ein verbessertes Tempera
turprofil bezüglich des zeitlichen Verlaufs und bezüglich
der Erstreckung über den Ofenraum eingestellt werden und
es werden Analysenergebnisse beeinträchtigende Matrix
effekte weitgehend unterdrückt.
Trotz der beschriebenen Verbesserungen ist es das
Bestreben der Praktiker, die aus Rohrofen und Proben
träger bestehenden Atomisierungsvorrichtungen weiter zu
verbessern. Die zuletzt beschriebenen Anordnungen lassen
wegen der den probentragenden Teil einschließenden,
vierpunktartigen Auflage des Probenträgers in den Nuten
der Stege noch immer eine gewisse Durchströmung und
Entwicklung von Joule′scher Wärme und von direkter
Wärmeleitung in einem ungünstigen Bereich zu, was
letztlich zu Ungenauigkeiten der Analysenergebnisse
führt. Die Einführung des Probenträgers in den Rohrofen
erfordert relativ viel Behutsamkeit sowie Geschick und
die Herstellung der zum Einführen und Arretieren des
Probenträgers benötigten filigranen Strukturen an
Probenträger und Rohrofen ist vergleichsweise mit hohem
Aufwand verbunden.
Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe
zugrunde, unter Erhalt mindestens der bisher erreichten
Vorteile
- - die unerwünschte Erwärmung des Probenträgers durch elektrische Widerstandserhitzung und durch Wärmeleitung im probentragenden Teil des Probenträgers auszu schließen
- - die Analysengenauigkeit und die Nachweisempfindlichkeit zu verbessern
- - die Manipulation des Probenträgers beim Einsetzen und Arretieren zu vereinfachen und
- - den Aufwand bei der Herstellung von Probenträger und Rohrofen zu reduzieren.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit den kennzeichnenden
Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2. Die darauf
folgenden Ansprüche formen die Erfindung weiter aus.
Allen Varianten der Erfindung ist die Kombination
folgender Merkmale gemeinsam:
- - Der breitere Teil des Probenträgers ist in Nuten gelagert, die sich, ausgehend von einer der zwei end seitigen Rohrofenöffnungen, entweder in der Rohrofen innenwand oder in auf der Rohrofeninnenwand umlaufenden Stegen befinden und die sich nur über eine Zone von maximal einem Drittel der gesamten Ofenlänge erstrecken;
- - der Probenträger ist in den Nuten durch die Keilwirkung des sich von innen zum Ende des Probenträgers hin ver breiternden oder verdickenden breiteren Teils des Probenträgers festgelegt und
- - der schmalere, die Analysensubstanz aufnehmende Teil des Probenträgers hat keinen Kontakt mit der Rohrofen innenwand und befindet sich freitragend in der Ver dampfungs- und Atomisierungszone des Rohrofens.
Freitragende Anordnungen von Probenträgern in Rohröfen
sind bereits aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 35 45 635 A1 und DE 37 22 379 bekannt. Diese Anord
nungen haben jedoch Nachteile. Bei dem Atomisator mit
Probenträger nach DE-OS 35 45 635 ist ein schalen
förmiger Probenträger mittels eines an seiner Unter
seite befindlichen Zapfens, der in eine passende Öffnung
in der Wand eines Atomisatorrohres einsetzbar ist,
gehalten. Die Herstellung dieses Probenträgers ist auf
wendig und seine Handhabung, die mit einem Manipulations
hilfsgerät erfolgt, diffizil. In der Anordnung gemäß
DE-OS 37 22 379 wird ein T-förmiger Probenträger, der aus
einem schmaleren probentragenden und einem breiteren
Halteteil besteht, verwendet. Der breitere Teil ist genau
passend in in einer Ebene liegende Schlitze, die sich in
einer Stirnseite des Rohrofens befinden, eingesetzt,
während der schmale Teil freitragend in das Ofeninnere
hineinragt. Bei dieser Lösung können, ausgelöst durch die
thermische Ausdehnung des Probenträgers in den Halte
schlitzen mechanische Spannungen entstehen, die an den
Wurzeln der Schlitze den Rohrofen unbrauchbar machende
Risse auslösen. Bei nicht genauer Einpassung des Halte
teils des Probenträgers in die Schlitze treten dagegen
Lichtbögen und Analysenstörungen durch Vermischen des
inneren und des äußeren Gasstromes auf. Erst durch die
kombinierte Anwendung des Probenträgers mit freitragen
dem probentragendem Teil in Verbindung mit dem Klemm
sitz des Probenträgers in entsprechend geformten und
angeordneten Nuten des Rohrofens wird eine einfach zu
handhabende, einen sicheren Sitz des Probenträgers ge
währleistende, wenig störungsanfällige und den modernen
Erfordernissen der Spektralanalyse entsprechende
Analysenanordnung zur Verfügung gestellt.
Der für die erfindungsgemäße Lösung verwendete Rohrofen
besteht vorzugsweise aus Elektrographit oder mit Pyro
kohlenstoff beschichtetem Elektrographit genügender
Reinheit. Die Verwendung anderer hochtemperaturbe
ständiger und elektrisch genügend leitfähiger Materialien
ist ebenfalls möglich. Der Rohrofen hat eine längliche
Form mit rundem, rechteckigem, quadratischem oder einem
anderen polygonalen Querschnitt, wobei der runde Quer
schnitt bevorzugt wird. Zur Eingabe der Analysenprobe
besitzt er im mittleren Mantelbereich eine kleine, den
Ofenmantel durchsetzende Bohrung von ca. 0,5 bis 1,5 mm
Durchmesser. Dieser Bohrung gegenüber ist im Ofeninneren
der die Analysenprobe aufnehmende Teil des Probenträgers
positioniert. An seinen stirnseitigen Öffnungen hat der
Rohrofen Flächen für die Kontaktierung mit der elek
trischen Heizvorrichtung der Analysenapparatur, die
meistens in Form angedrehter Fasen ausgeführt sind. Der
Ofen kann aber auch mit an der Mantelfläche angebrachten
Kontaktstellen oder -stücken für eine seitliche Auf
heizung versehen sein, wie sie aus dem Stand der Technik
bekannt sind. Die Wandstärke über die Länge des Rohrofens
kann konstant sein, sie kann jedoch auch zonenweise
unterschiedlich sein wie dies aus der DE-OS 21 48 777
oder der EP-Anmeldung Nr. 0 442 009 A1 bekannt ist, um in
der Atomisierungszone Temperaturkonstanz zu erreichen.
Zur Aufnahme und Halterung des Probenträgers sind in der
Innenwand des Rohrofens, ausgehend von einer der zwei
stirnseitigen Öffnungen auf einer Länge von maximal
einem Drittel der Gesamtlänge des Rohrofens an den Kanten
einer gedachten Ebene, die unterhalb der Äquatorebene
aber parallel zu dieser verläuft, befindliche, gegenüber
liegende Nuten vorhanden. Die gedachte Hilfsebene
definiert gleichzeitig die Lage des Probenträgers im
Rohrofen. Vorzugsweise ist die Länge der Nuten in
Abhängigkeit von der Seitenlänge des Halteteils des
Probenträgers so gewählt, daß der Probenträger beim
Einschieben auf Anschlag an der hinteren Nutenwand genau
die gewünschte Position im Rohrofen einnimmt. Seitenlänge
des Halteteils und Nutenlänge sind bevorzugt gleich. Der
schmalere Teil des Probenträgers befindet sich bei
ordnungsgemäß eingeschobenem Probenträger senkrecht
unterhalb der in der Rohrofenwand vorhandenen Proben
eingabeöffnung. Häufig ist die Probeneingabeöffnung auch
mit leichter Winkelabweichung von der auf dem Proben
träger stehenden Normalen angeordnet.
Um eine Schwächung des Rohrofenmantels zu vermeiden und
um die Kontakte des Halteteils des Probenträgers mit der
Rohrofenwand zu minimieren, kann der Rohrofen, ausgehend
von einer der zwei stirnseitigen Ofenöffnungen, über
einen Bereich von einem Drittel der Gesamtlänge des
Rohrofens, einen oder mehrere, bevorzugt jedoch zwei, je
auf einer Umfangslinie umlaufende(n) Steg(e) haben, in
dem/denen sich Nuten für die Aufnahme des breiteren Teils
des Probenträgers befinden. Diese Nuten erstrecken sich
nicht bis in die Ofenwand hinein. Im übrigen sind sie
räumlich wie die im vorstehenden beschriebenen, in der
Ofenwand befindlichen Nuten angeordnet. Der Abstand des
der Ofenöffnung nächsten Steges von dem dem Ofeninneren
nächsten Steg richtet sich des weiteren nach der
Seitenausdehnung des breiteren Teils des Probenträgers.
Er entspricht höchstens der Länge der der Ofenwand
zugekehrten Seiten des breiten Teils des Probenträgers,
kann aber auch darunter liegen. Unter dem maximalen
Abstand ist hier eine Entfernung zu verstehen, bei der
der Halteteil des Probenträgers noch vollständig in den
in den Stegen befindlichen Nuten aufliegt. Der von der
stirnseitigen Ofenöffnung gesehen erste Steg schließt
vorzugsweise mit der Ofenöffnung ab oder ist nur einige
zehntel Millimeter von dieser entfernt. Dies ermöglicht
ein leichtes Einführen des Probenträgers in die
Haltevorrichtung. Außerdem kann der Probenträger so
positioniert werden, daß er nach Wahl entweder Kontakt
mit der Kühlung der Stromzuführungseinrichtung hat oder
nicht. Falls nur ein Steg vorhanden ist, so ist dieser
so breit auszuführen, daß die darin befindlichen Nuten
eine in Längsrichtung des Rohrofens gesehen solche Länge
haben, daß der Probenträger darin einen genügenden Halt
findet.
Die Nuten in der Rohrofenwand bzw. der Steg oder die
Stege mit den darin befindlichen Nuten können sich,
ausgehend von der stirnseitigen Rohrofenöffnung, von der
sie ausgehen oder an der sie angeordnet sind, auch nur
über 20 oder bevorzugt über 15% der Gesamtlänge des
Rohrofens erstrecken. Die Probenträger sind dann
bezüglich ihrer Maße diesen Verhältnissen entsprechend
angepaßt.
Die Nuten können jede, eine Halterung des Probenträgers
bewirkende Form haben. Sie können von Quadraten, Recht
ecken, Dreiecken, Trapezen oder Polygonen abgeleitete
Querschnitte haben, wobei stets ein Segment dieser Quer
schnittsfläche durch die Nutenöffnung ersetzt ist. Bevor
zugt werden jedoch Nuten ohne scharfe Innenkanten ver
wendet, um der Gefahr der Rißbildung zu begegnen. Die
Nuten haben dementsprechend mindestens abgerundete Kanten
oder Ecken, bevorzugt aber einen im wesentlichen runden,
an der Basis, d. h. der unteren Auflagefläche des Proben
trägers in eine Waagerechte übergehenden, dem Ofeninneren
zu offenen Querschnitt. Des weiteren können die Nuten
nach oben offen sein, so daß der Probenträger auch von
oben in die Nuten eingedrückt werden kann. Für einen
sicheren Sitz des Probenträgers im Rohrofen ist es
jedoch günstiger, wenn die Nuten die Seiten des Halte
teils des Probenträgers auch oben umgreifen. Dies ist
z. B. beim Betrieb in starken magnetischen Wechselfeldern
wie der Zeeman-Untergrundkorrektur von Vorteil.
Der Probenträger hat im wesentlichen die Form eines
flachen Plättchens und ist aus zwei, eine stoffliche
Einheit bildenden Teilen, dem Halteteil und dem die
Analysenprobe aufnehmenden Teil aufgebaut. Der Halteteil
ist breiter als der die Analysenprobe aufnehmende Teil.
Er ist in den entweder in der Ofenwand oder in den Stegen
befindlichen Nuten, die sich von einer der zwei stirn
seitigen Rohrofenöffnungen aus erstrecken, gelagert und
dort arretiert und dient so als Halte- und Befestigungs
organ für den schmaleren, probenaufnehmenden oder
-tragenden Teil. Der schmalere probentragende Teil ragt
freitragend, d. h. ohne jeden Kontakt zu Auflagen oder zur
Ofenwand in den Rohrofen hinein und erstreckt sich über
dessen gesamte mittlere Zone. Er hat vorzugsweise eine
zentrale, wannen- oder muldenförmige Vertiefung, die
gegenüber der in der Rohrofenwand befindlichen Proben
eingabeöffnung angeordnet ist und die der Aufnahme der
Analysenflüssigkeit dient.
Die in den Nuten in der Rohrofenwand oder den Stegen
liegenden Seiten oder Flächen, bzw. die von den Nuten
umgriffenen Kanten oder Seitenbereiche des Halteteils
sind auf die Form der Nuten abgestimmt. Sie können der
Form der Nuten komplementär sein. Sie können aber auch so
gearbeitet sein, daß sie nur entlang schmaler Flächen in
den Nuten anliegen, um Wärmebrücken möglichst klein zu
halten. Wegen der im folgenden noch zu beschreibenden
Keilwirkung des Halteteils des Probenträgers in den Nuten
sollen jedoch scharfe Kanten an den in die Nuten ein
greifenden Seiten des Probenträgers, die entlang quasi
linienförmiger Auflagen in den Nuten spannungsvermehrend
wirken würden, vermieden werden.
Der feste, unverrückbare Sitz des Probenträgers im
Rohrofen wird durch eine besondere Form des Halteteils
des Probenträgers bewirkt. Dieser Teil des Probenträgers
ist in der Draufsicht auf die Flachseite des Proben
trägers dergestalt keilförmig ausgebildet, daß der breite
Teil des Keils den am Ofeneingang befindlichen Anfang des
Probenträgers bildet und der schmale Teil des Keils in
Nähe des Übergangs des Halteteils in den probentragenden,
schmalen Teil des Probenträgers liegt. Nach einer anderen
Ausführungsform bleibt die Breite des Halteteils des
Probenträgers konstant aber seine Dicke bzw. Stärke
steigt von der Übergangszone zum schmalen, freitragenden
Teil des Probenträgers zur an der Ofenöffnung befind
lichen Seite des Halteteils an. Außerdem ist noch die
Anbringung entsprechender kürzerer, auch eine Keilwirkung
entfaltender Formen an den in die Nuten eingreifenden
Zonen des Halteteils möglich und schließlich können in
Umkehrung des dargelegten Wirkungsprinzips die Nuten
keilförmig gearbeitet sein. Die Zonen der Nuten, die in
Richtung des Rohrofeninneren liegen, haben dann bei
spielsweise eine geringere Höhe als die in Nähe der
entsprechenden Rohrofenöffnung befindlichen. Es ist nun
sofort erkennbar, daß der Probenträger beim Ein
schieben oder Eindrücken in den Rohrofen in den Nuten
verkeilt wird und danach fest in ihm gehalten ist.
Der die Steigung der verschiedenen Keilformen am Halte
teil des Probenträgers oder in den Nuten definierende
Steigungswinkel, bei dem einerseits eine gute Festlegung
des Probenträgers erreicht ist und bei dem andererseits
noch keine Schädigung des Rohrofens z. B. durch Risse
eintritt, liegt bevorzugt im Bereich von 2 und 4°.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat der Proben
träger auf der dem Ofenende zugekehrten Seite, von der
die Nuten ausgehen oder an der sich die Stege mit den
Nuten befinden, eine symmetrisch zu seiner mittleren
Längsachse verlaufende, zu dem bezeichneten Ofenende hin
offene, U-förmige Ausnehmung. Der in dieser Zone
befindliche Teil des Probenträgers wird in diesem Fall
durch zwei sich gegenüberliegende Stege gebildet, die
eine gewisse Elastizität haben und infolgedessen ein
wenig in Richtung des Inneren der U-förmigen Ausnehmung
gedrückt werden können, ohne zu brechen. Der Teil der
seitlich nach außen gerichteten Kanten dieser Schenkel,
der sich im Bereich des breiteren Halteteils des Proben
trägers befindet, greift in die Nuten auf der Innenwand
des Rohrofens ein. Wegen der keilförmigen Ausbildung des
Halteteils des Probenträgers, das an seinem freien Ende
etwas breiter als die lichte Weite der sich gegenüber
liegenden, wandseitigen Nutenböden ist, ergibt sich in
Verbindung mit der Federwirkung der Schenkel des Proben
trägers ein besonders spannungsarmer und doch sicherer,
fester Sitz des Probenträgers in seinen Halterungen. Bei
dieser Lösung kann der Druck, den die Schenkel des
Probenträgers auf die Rohrofenwand ausüben, durch ent
sprechende Wahl der Stärke und der Länge der Schenkel
eingestellt und auch auf verschiedene Materialqualitäten
abgestimmt werden. Außerdem wird bei dieser Ausführungs
form ein zu starker Wärmeabfluß aus dem in der Rohrofen
mitte befindlichen Teil des Probenträgers, der die
Temperaturkonstanz in der Atomisierungszone im Meßzeit
raum stören würde, verhindert.
Der Probenträger besteht aus Pyrographit, aus spektral
reinem Elektrographit, vorzugsweise aber aus mit Pyro
kohlenstoff beschichtetem Elektrographit. Er kann auch
aus hochschmelzenden Metallen wie z. B. Tantal oder Wolf
ram bestehen. Die bisherige Erfahrung war, daß Proben
träger aus Elektrographit mit einer Pyrokohlenstoff- oder
Pyrographitbeschichtung im allgemeinen keine aus
reichend lange Lebensdauer hatten, wenn sie durch elek
trischen Stromdurchgang erhitzt wurden. Deshalb wurden in
der analytischen Praxis fast ausschließlich Proben
träger aus massivem Pyrographit eingesetzt, da sie den
Beanspruchungen besser widerstanden. Der Nachteil der
vollständig aus Pyrographit bestehenden Probenträger war
neben ihrem hohen Preis das Auftreten von Matrixeffekten,
die offenbar aus der ausgeprägten Schichtstruktur des
Pyrographits resultierten. Fremdelemente oder Rest
elemente des Analyten konnten sich zwischen den Schichten
des Pyrographits einlagern und wurden bei nachfolgenden
Analysenvorgängen unkontrolliert abgegeben. Überraschen
derweise wurde bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Analysenanordnung festgestellt, daß bei Verwendung von
Probenträgern aus spektralreinem, mit Pyrographit oder
Pyrokohlenstoff beschichtetem Elektrographit drei Vor
teile auftreten:
- 1. Die Lebensdauer der mit Pyrokohlenstoff beschichteten Probenträger übersteigt diejenige der Probenträger aus Pyrographit erheblich. Sie kann, in Abhängigkeit von den Analysenbedingungen, das Doppelte betragen.
- 2. Die Schärfe der Analysensignale ist drastisch ge steigert. Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, sind die Peaks um das 3- bis 4fache erhöht. Dadurch ist die Analysengenauigkeit und die Nachweisschärfe be trächtlich gesteigert.
Pro Analyse verwendete Menge: 20 µl.
Auch bei diesen Bestimmungen des Chromgehalts, die
Atomisierungstemperaturen von 2650°C erfordern, lag
die Lebensdauer der Probenträger bei deutlich über
400 Zyklen.
- 3. Es wurden praktisch keine Matrixeffekte beobachtet.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Preisgünstigkeit der nur
mit Pyrographit beschichteten Probenträger aus Elektro
graphit. Sie sind um ein Mehrfaches billiger als Proben
träger aus massivem Pyrographit.
Als fertigungstechnisch vorteilhaft und besonders
funktionssicher hat sich ein Rohrofen mit darin
erfindungsgemäß festgelegtem Probenträger erwiesen, der
erst nach dem Einsetzen des Probenträgers mindestens in
seinem Innenbereich mit Pyrokohlenstoff oder Pyrographit
beschichtet worden ist. Unter diesen Umständen ist nur
eine sehr geringe oder gar keine Keilwirkung zur
Festlegung des Probenträgers im Rohrofen notwendig, da die
Pyrokohlenstoff- bzw. Pyrographitschicht den Proben
träger fest mit dem Rohrofen verbindet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen
beispielhaft erläutert. Sie ist aber nicht auf diese
beschränkt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Probenträger in perspektivischer Ansicht.
Fig. 2 einen Graphitrohrofen mit einem Probenträger,
der in Nuten eingelegt ist, die sich in der
Rohrofenwand befinden, in einer perspektivischen
Darstellung mit Durchsicht.
Fig. 3 in ebenfalls perspektivischer Darstellung, einen
Abschnitt eines Graphitrohrofens, bei dem der
andeutungsweise wiedergegebene Probenträger in
Nuten gelagert ist, die sich in auf der Innen
wand des Rohrofens umlaufenden Stegen befinden.
Fig. 4 bis 9 Querschnitte durch den vorderen Teil von
Graphitrohröfen mit verschiedenen Darstellungen
von Nutenformen ohne (Fig. 4) und mit eingelegtem
(Fig. 5 bis 9) Probenträger, wobei der Proben
träger jeweils eine unterschiedliche Querschnitts
form im breiteren Teil aufweist.
Fig. 8 gibt einen Querschnitt durch einen Rohrofen
wieder, bei dem der Probenträger in Nuten gelagert
ist, die sich in auf der Ofeninnenwand umlaufenden
Stegen befinden, während
Fig. 9 einen Schnitt durch einen mit Pyrokohlenstoff
beschichteten Rohrofen darstellt.
Der in Fig. 1 dargestellte Probenträger 1 besteht aus
einem breiteren Tragteil 2 und einem schmaleren Teil 3,
das eine Vertiefung 4 für die Aufnahme der Analysenprobe
hat. Der schmalere Teil 3 weist an seinen der Ofenwand
zugekehrten beiden Längsseiten Fasen 5 auf, um diesen Teil
des Probenträgers 1 im Abstand von der Innenwand 14 des
Rohrofens 9 halten zu können und um die Masse des
schmaleren Teils 3 zu verringern. Der Verringerung der
Masse des Probenträgers einerseits und andererseits zur
Ausbildung von zwei sich vom schmaleren Teil 3 durch den
breiteren Teil 2 bis zum Anfang des Probenträgers 1
erstreckenden Schenkeln 6, 6′ dient die U-förmige Aus
nehmung 7, die sich auch über einen Teil des schmaleren
Teils 3 des Probenträgers 1 erstreckt. Diese Schenkel 6,
6′ sind etwas elastisch und können sich an die Seiten
wände der Nuten 13, 13′ federnd andrücken, in denen der
Probenträger 1 gehalten ist. Der breitere Tragteil 2 weist
an seinen seitlichen Flanken 8, 8′, die in die in der
Ofeninnenwand 14 oder den umlaufenden Stegen 18, 18′
befindlichen Nuten 13, 13′; 17, 17′, 17′′, 17′′′ ein
greifen, eine leichte Steigung auf, die durch den Winkel α
definiert ist und die dem Tragteil 2 die Form eines von
außen in das Rohrofeninnere oder in Richtung auf den
schmaleren Teil 3 des Probenträgers 1 zulaufenden Keils
verleiht.
Fig. 2 zeigt einen Rohrofen 9 mit den endseitigen
Öffnungen 10 und 11 sowie der im mittleren Mantelbereich
angeordneten Öffnung 12 für die Einführung der Analysen
probe in das Ofeninnere und deren Aufgabe auf die mulden
artige Vertiefung 4 des Probenträgers 1. Von der Rohr
ofenöffnung 10 gehen zwei auf der Rohrofeninnenwand 14
verlaufende, im unteren Drittel des Rohrofens ange
ordnete, sich gegenüberliegende und einander parallele
Nuten 13, 13′ aus, in die die seitlichen, keilförmigen
Flanken 8, 8′ des Halteteils 2 des Probenträgers 1 ein
greifen und den Probenträger 1 durch die Keilwirkung
festlegen. Der Halteteil 2 des Probenträgers 1 schließt
auf einer Seite mit der Ofenöffnung 10 ab und erstreckt
sich zum Ofeninneren hin bis zum Ende der Nuten 13, 13′,
an deren hinterer Begrenzungsfläche 15 er wie an einem
Anschlag anstößt und damit die Position des Proben
trägers im Rohrofen festlegt. An den Halteteil 2 schließt
sich der schmalere, die Analysenprobe aufnehmende Teil 3
des Probenträgers 1 an. Er ragt freitragend, d. h. ohne
jede Berührung mit der Ofeninnenwand 14 so in den Rohr
ofen 9 hinein, daß sich die Vertiefung 4 für die Aufnahme
der Analysenprobe unterhalb oder schräg unterhalb der im
Rohrofenmantel 16 befindlichen Probenaufgabeöffnung 12
und damit im Atomisierungsbereich des Rohrofens 9 be
findet.
Der in Fig. 3 wiedergegebene Rohrofen 9 hat statt in die
Ofeninnenwand 14 eingearbeitete Nuten 13, 13′ auf der
Innenwand 14 in Nähe der endseitigen Rohrofenöffnung 10
zwei auf Umfangslinien im Abstand voneinander umlaufende
Stege 18, 18′, von denen jeder zwei im unteren Drittel
angeordnete und sich gegenüberliegenden Nuten 17, 17′,
17′′, 17′′′ hat, die in Längsrichtung des Rohrofens 9
gesehen, auf gleicher Höhe angebracht sind. Ein Steg 18
befindet sich dicht neben der Ofenöffnung 10, der zum
Ofeninneren hin folgende Steg 18′ befindet sich im Abstand
von maximal einem Drittel der gesamten Länge des Rohr
ofens von dieser Ofenöffnung 10 entfernt.
Der nur andeutungsweise wiedergegebene Probenträger 1 ist
hier in der der Darstellung in Fig. 2 entsprechenden Weise
in den Nuten 17, 17′, 17′′, 17′′′ gelagert und wie in
Fig. 2 besser zu sehen, durch die keilförmig verlaufenden
Flanken 8, 8′ des breiteren Teils 2 des Probenträgers 1
festgelegt. Beachtenswert ist, daß letzterer durch die
Lagerung in den Stegen 18, 18′ bis auf die Berührungs
flächen in den Nuten 17, 17′, 17′′, 17′′′ im Abstand von
der Rohrofeninnenwand 14 gehalten ist. Der schmalere Teil
3 des Probenträgers 1 befindet sich dementsprechend, wie
in den Fig. 2 und 8 dargestellt, auch hier im mittleren
Bereich des Rohrofens 9 und ist im Abstand von der Rohr
ofeninnenwand 14 freitragend gehalten.
Die Fig. 4 bis 9 zeigen Rohrofen-9-Querschnitte mit
verschiedenen Ausführungsformen der Haltevorrichtungen des
Probenträgers 1.
In Fig. 4 sind in die Rohrofeninnenwand 14 einge
arbeitete, im oberen Teil runde und im unteren Teil
waagerecht auslaufende Nuten 13, 13′ zu sehen.
Fig. 5 gibt einen Fig. 4 entsprechenden Querschnitt,
jedoch mit eingelegtem Probenträger 1 wieder, dessen in
den Nuten 13, 13′ anliegende Flanken 8, 8′ der Form der
Nuten 13, 13′ komplementär sind. Zu erkennen ist auch die
Probeneingabeöffnung 12 und deren Position im leichten
Winkel zur auf dem schmaleren Teil des Probenträgers 3,
bzw. dessen Vertiefung 4 für die Aufnahme der Analysen
probe stehenden Normalen 22.
In Fig. 6 ist wiederum die im wesentlichen runde, an der
Basis waagerecht auslaufende Form der Nuten 13, 13′ zu
erkennen. Die in diese Nuten 13, 13′ eingreifenden
Seiten 8, 8′ des breiteren Teils 2 des Probenträgers 1
sind mehreckig ausgebildet und liegen in den Nuten 13, 13′
nur entlang bestimmter Linien 19, 19′ oder Flächen 20
20′ an. Die entlang der Linien 19, 19′ anliegenden Kanten
sind gebrochen, um die Entstehung von Risse ausbildenden
Spannungen in der Rohrofenwand zu vermeiden.
Fig. 7 gibt einen Probenträger 1 mit mehreckiger Aus
bildung der in die Nuten 13, 13′ eingreifenden Seiten 8,
8′ des breiteren Teils 2 des Probenträgers 1 wieder. Die
Nuten 13, 13′ in der Rohrofeninnenwand 14 des Rohrofens 9
entsprechen einem Abschnitt eines Achtecks. Die Seiten 8,
8′ des Probenträgers 1 haben nur Kontakt mit zwei der vier
Flächen der Nuten 13, 13′.
In Fig. 8 ist ein Rohrofen 9 mit auf der Rohrofeninnen
wand 14 umlaufenden Stegen 18, 18′ von denen nur der der
Rohrofenöffnung 10 nächste zu sehen ist, wiedergegeben. In
diesem Fall sind die den Probenträger haltenden
Nuten 17, 17′, 17′′, 17′′′, von denen aus Gründen der
Darstellung wiederum nur die der Rohrofenöffnung 10
nächsten zu erkennen sind, in den umlaufenden Stegen 18,
18′ angebracht. Sie greifen nicht in die Rohrofeninnen
wand 14 ein und schwächen diese demzufolge auch nicht oder
rufen Inhomogenitäten der elektrischen Stromleitung oder
der Wärmeführung hervor. Die Form der in die Nuten 17,
17′, und nicht sichtbar, 17′′, 17′′′ eingreifenden
Seitenteile 8, 8′ des breiteren Teils 2 des Probenträgers
1 entspricht hier den in Fig. 7 dargestellten ent
sprechenden Teilen.
Fig. 9 gibt einen Rohrofen 9 mit im Inneren festge
legtem Probenträger 1 wieder, bei dem alle gaszugäng
lichen Teile nach dem Festlegen des Probenträgers 1 in den
Nuten 13, 13′ des Rohrofens 9 mit einer Schicht aus
Pyrokohlenstoff 21 versehen worden sind. Der Proben
träger 1 ist zusätzlich zu seiner mechanischen Veranke
rung in den Nuten 13, 13′ durch die Pyrokohlenstoff
schicht 21 über Stoffbrücken mit dem Rohrofen 1 ver
bunden.
Abschließend seien die Vorteile der Erfindung zusammen
gefaßt:
- - der Probenträger ist durch unkomplizierte Keil - bzw. Keil - in Verbindung mit Federwirkung in Nuten gegen Bewegungen in allen drei Richtungen des Raumes sicher festgelegt. Die Handhabung der Teile ist sehr einfach.
- - der Probenträger hat eine einfache, mechanischen Belastungen gegenüber robuste Form.
- - der Preis des Probenträgers ist um ein mehrfaches reduziert.
- - der die Analysenprobe tragende Teil des Probenträgers kann durch Joule′sche Wärme nicht mehr aufgeheizt werden, da sich entlang seiner Längserstreckung wegen der freitragenden Anordnung kein Potentialgefälle mehr aufbauen kann. Die Beeinflussung dieses Teils des Probenträgers durch Wärmeleitung ist auf ein vernach lässigbares Maß gesenkt. Bei anderen, bekannten frei tragenden Anordnungen beobachtete Nachteile treten bei dieser Lösung nicht auf.
- - die Schärfe der erhaltenen Analysensignale und damit die Nachweisempfindlichkeit wurde erheblich gesteigert.
- - der Probenträger hat im Vergleich eine längere Lebens dauer.
Claims (20)
1. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger für die
elektrothermische Atomisierung von Analysenproben, mit
einer durchgehenden Bohrung im mittleren Bereich des Mantels des Rohrofens für die Einführung der Analysen substanz in das Ofeninnere, mit
zwei in der Innenwand des Rohrofens angebrachten Nuten für die Aufnahme des Probenträgers, die sich, aus gehend von einer der zwei stirnseitigen Öffnungen des Rohrofens parallel zur mittleren Längsachse des Rohr ofens erstrecken und die unterhalb einer gedachten, den Rohrofen in seiner Längserstreckung horizontal und mittig durchsetzenden Ebene in der der Bohrung für die Aufgabe der Analysensubstanz gegenüber oder in etwa gegenüberliegenden Hälfte des Rohrofens angeordnet sind und bei dem der im wesentlichen flache, blättchenförmige Proben träger in den auf der Innenwand des Rohrofens befind lichen Nuten gelagert ist und der Probenträger mindestens eine Vertiefung für die Aufnahme der Analysensubstanz hat, wobei diese Vertiefung unter der im Ofenmantel für die Aufgabe der Analysensubstanz bestimmten Bohrung angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Nuten (13; 13′) für die Aufnahme des Probenträgers (1) von einer stirnseitigen Öffnung (10) des Rohr ofens (9) ausgehen und sich von dort maximal auf eine Länge von einem Drittel der Länge des Rohrofens (9) erstrecken, daß
der Probenträger (1) aus einem breiteren Halteteil (2), der in der Nähe der endseitigen Rohrofenöffnung, (10) von der die Nuten (13; 13′) ausgehen, angeordnet und dort in den Nuten (13; 13′) fixiert ist und einem sich an diesen Teil (2) anschließenden, schmaleren Teil (3), der sich freitragend im Abstand von der Innenwand (14) im Inneren des Rohrofens (9) unterhalb der Bohrung (12) für die Einführung der Analysen substanz befindet, besteht und daß
die Seiten des breiteren Teils (2) des Probenträgers (1) in die Nuten (13; 13′) eingreifen und von ihrem, dem Ofeninneren zugekehrten Bereich ausgehend zu der Ofenöffnung (10) hin, an der der breitere Teil (2) des Probenträgers (9) beginnt, in der Weise keilförmig breiter oder dicker werden, daß
der Probenträger (1) einerseits über die ganze Länge seines breiteren Bereichs (2) durch die Nuten (13; 13′) geführt und andererseits durch die durch die Form des breiteren, bzw. dickeren Teils des Probenträgers (2) bedingte Keilwirkung in den Nuten (13; 13′) durch einen festen Klemmsitz arretiert gehalten ist.
einer durchgehenden Bohrung im mittleren Bereich des Mantels des Rohrofens für die Einführung der Analysen substanz in das Ofeninnere, mit
zwei in der Innenwand des Rohrofens angebrachten Nuten für die Aufnahme des Probenträgers, die sich, aus gehend von einer der zwei stirnseitigen Öffnungen des Rohrofens parallel zur mittleren Längsachse des Rohr ofens erstrecken und die unterhalb einer gedachten, den Rohrofen in seiner Längserstreckung horizontal und mittig durchsetzenden Ebene in der der Bohrung für die Aufgabe der Analysensubstanz gegenüber oder in etwa gegenüberliegenden Hälfte des Rohrofens angeordnet sind und bei dem der im wesentlichen flache, blättchenförmige Proben träger in den auf der Innenwand des Rohrofens befind lichen Nuten gelagert ist und der Probenträger mindestens eine Vertiefung für die Aufnahme der Analysensubstanz hat, wobei diese Vertiefung unter der im Ofenmantel für die Aufgabe der Analysensubstanz bestimmten Bohrung angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Nuten (13; 13′) für die Aufnahme des Probenträgers (1) von einer stirnseitigen Öffnung (10) des Rohr ofens (9) ausgehen und sich von dort maximal auf eine Länge von einem Drittel der Länge des Rohrofens (9) erstrecken, daß
der Probenträger (1) aus einem breiteren Halteteil (2), der in der Nähe der endseitigen Rohrofenöffnung, (10) von der die Nuten (13; 13′) ausgehen, angeordnet und dort in den Nuten (13; 13′) fixiert ist und einem sich an diesen Teil (2) anschließenden, schmaleren Teil (3), der sich freitragend im Abstand von der Innenwand (14) im Inneren des Rohrofens (9) unterhalb der Bohrung (12) für die Einführung der Analysen substanz befindet, besteht und daß
die Seiten des breiteren Teils (2) des Probenträgers (1) in die Nuten (13; 13′) eingreifen und von ihrem, dem Ofeninneren zugekehrten Bereich ausgehend zu der Ofenöffnung (10) hin, an der der breitere Teil (2) des Probenträgers (9) beginnt, in der Weise keilförmig breiter oder dicker werden, daß
der Probenträger (1) einerseits über die ganze Länge seines breiteren Bereichs (2) durch die Nuten (13; 13′) geführt und andererseits durch die durch die Form des breiteren, bzw. dickeren Teils des Probenträgers (2) bedingte Keilwirkung in den Nuten (13; 13′) durch einen festen Klemmsitz arretiert gehalten ist.
2. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger für die
elektrothermische Atomisierung von Analysenproben, mit
einer durchgehenden Bohrung im mittleren Bereich des Mantels des Rohrofens für die Einführung der Analysen substanz in das Ofeninnere, mit
auf der Innenwand des Rohrofens je auf einer Umfangs linie umlaufenden Stegen, von denen jeder zwei Nuten hat, die auf der Höhe einer gedachten Ebene, die sich unterhalb der die längsverlaufende Mittellinie des Rohrofens horizontal durchsetzenden Ebene und parallel zu dieser befindet, angeordnet sind und in denen der Probenträger in zur Längserstreckung des Rohrofens paralleler Lage gelagert ist, wobei
der im wesentlichen flache, blättchenförmige Proben träger aus einem breiteren Teil, der in Nähe einer der zwei Rohrofenöffnungen angeordnet und dort fixiert ist und einem sich an diesen Teil anschließenden, schmaleren Teil mit mindestens einer Vertiefung für die Aufnahme der Analysensubstanz, der in Nuten der Stege im Abstand von der Innenwand im Inneren des Rohrofens unterhalb der Bohrung für die Aufgabe der Analysensubstanz gelagert ist, besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohrofen (9) von einem Ende (10) aus betrachtet, in seinem ersten Drittel an der Innenwand (14) minde stens zwei im Abstand voneinander je auf einer Um fangslinie umlaufende Stege (18; 18′) hat, von denen jeder in seinem unteren Drittel zwei Nuten (17; 17′ und 17′′; 17′′′) aufweist, in denen der Probenträger (1) gehalten ist und
daß der Abstand des der Rohrofenöffnung (10) nächsten (18) von dem dem Rohrofeninneren nächsten Stegs (18′), gemessen von der der Rohrofenöffnung (10) zugewandten Begrenzungsfläche des der Rohrofenöffnung (10) nächsten Stegs (18) bis zu der dem Ofeninneren zugewandten Begrenzungsfläche des dem Ofeninneren nächsten Stegs (18′) höchstens der Länge der der Rohrofenwand (14) zugekehrten Seite des breiteren Teils (2) des Probenträgers (1) entspricht und
daß sich einer der Stege (18; 18′) direkt an oder in geringem Abstand von der Rohrofenöffnung (10) befindet und
daß die Seiten des breiteren Teils (2) des Probenträgers (1) in die Nuten (17; 17′; 17′′; 17′′′) eingreifen und von ihrem, dem Ofeninneren zugekehrten Bereich ausgehend zu der Ofenöffnung (10) hin, an der der breitere Teil (2) dem Probenträgers (1) beginnt, in der Weise keilförmig breiter oder dicker werden,
daß der Probenträger (1) einerseits durch die Nuten (17; 17′; 17′′; 17′′′) geführt und andererseits durch die durch die Form des breiteren bzw. dickeren Teils (2) des Probenträgers (1) bedingte Keilwirkung in den Nuten (17; 17′; 17′′; 17′′′) mindestens des ofen öffnungsseitigen Stegs (18) durch einen festen Klemm sitz arretiert gehalten ist und daß
der schmalere Teil (3) des Probenträgers (1) freitragend im Abstand von der Innenwand (14) in den Innenraum des Rohrofens (9) bis mindestens unter die Bohrung (12) für die Einführung der Analysensubstanz hineinragt.
einer durchgehenden Bohrung im mittleren Bereich des Mantels des Rohrofens für die Einführung der Analysen substanz in das Ofeninnere, mit
auf der Innenwand des Rohrofens je auf einer Umfangs linie umlaufenden Stegen, von denen jeder zwei Nuten hat, die auf der Höhe einer gedachten Ebene, die sich unterhalb der die längsverlaufende Mittellinie des Rohrofens horizontal durchsetzenden Ebene und parallel zu dieser befindet, angeordnet sind und in denen der Probenträger in zur Längserstreckung des Rohrofens paralleler Lage gelagert ist, wobei
der im wesentlichen flache, blättchenförmige Proben träger aus einem breiteren Teil, der in Nähe einer der zwei Rohrofenöffnungen angeordnet und dort fixiert ist und einem sich an diesen Teil anschließenden, schmaleren Teil mit mindestens einer Vertiefung für die Aufnahme der Analysensubstanz, der in Nuten der Stege im Abstand von der Innenwand im Inneren des Rohrofens unterhalb der Bohrung für die Aufgabe der Analysensubstanz gelagert ist, besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohrofen (9) von einem Ende (10) aus betrachtet, in seinem ersten Drittel an der Innenwand (14) minde stens zwei im Abstand voneinander je auf einer Um fangslinie umlaufende Stege (18; 18′) hat, von denen jeder in seinem unteren Drittel zwei Nuten (17; 17′ und 17′′; 17′′′) aufweist, in denen der Probenträger (1) gehalten ist und
daß der Abstand des der Rohrofenöffnung (10) nächsten (18) von dem dem Rohrofeninneren nächsten Stegs (18′), gemessen von der der Rohrofenöffnung (10) zugewandten Begrenzungsfläche des der Rohrofenöffnung (10) nächsten Stegs (18) bis zu der dem Ofeninneren zugewandten Begrenzungsfläche des dem Ofeninneren nächsten Stegs (18′) höchstens der Länge der der Rohrofenwand (14) zugekehrten Seite des breiteren Teils (2) des Probenträgers (1) entspricht und
daß sich einer der Stege (18; 18′) direkt an oder in geringem Abstand von der Rohrofenöffnung (10) befindet und
daß die Seiten des breiteren Teils (2) des Probenträgers (1) in die Nuten (17; 17′; 17′′; 17′′′) eingreifen und von ihrem, dem Ofeninneren zugekehrten Bereich ausgehend zu der Ofenöffnung (10) hin, an der der breitere Teil (2) dem Probenträgers (1) beginnt, in der Weise keilförmig breiter oder dicker werden,
daß der Probenträger (1) einerseits durch die Nuten (17; 17′; 17′′; 17′′′) geführt und andererseits durch die durch die Form des breiteren bzw. dickeren Teils (2) des Probenträgers (1) bedingte Keilwirkung in den Nuten (17; 17′; 17′′; 17′′′) mindestens des ofen öffnungsseitigen Stegs (18) durch einen festen Klemm sitz arretiert gehalten ist und daß
der schmalere Teil (3) des Probenträgers (1) freitragend im Abstand von der Innenwand (14) in den Innenraum des Rohrofens (9) bis mindestens unter die Bohrung (12) für die Einführung der Analysensubstanz hineinragt.
3. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger ent
sprechend Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rohrofen (9) von einem Ende (10) aus betrachtet,
in seinem ersten Drittel an der Innenwand (14)
einen auf einer Umfangslinie umlaufenden Steg (18)
hat, der in seinem unteren Drittel zwei Nuten (17;
17′) aufweist, in denen der Probenträger (1) gehalten
ist.
4. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1, 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Steigungswinkel (a), der die vom Inneren des
Rohrofens (9) zum Rohrofenende (10) verlaufende
Verbreiterung oder Verdickung der in die Nuten (13;
13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) eingreifenden Seiten des
breiteren Teils (2) des Probenträgers (1) definiert,
im Bereich zwischen 2 und 40 liegt.
5. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1, 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein fester Klemmsitz des Probenträgers (1) in den Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′, 17′′′) des Rohrofens (9) dadurch erreicht ist,
daß entweder die Höhe oder die Tiefe der in der Wand (14) oder in den Stegen (18; 18′) des Rohrofens (9) befindlichen Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) von der endseitigen Ofenöffnung (10) ausgehend mit einem Neigungswinkel von 2 bis 40 kontinuierlich abnimmt und
daß der Halteteil (2) des Probenträgers (1) nicht keilförmig ausgebildet ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein fester Klemmsitz des Probenträgers (1) in den Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′, 17′′′) des Rohrofens (9) dadurch erreicht ist,
daß entweder die Höhe oder die Tiefe der in der Wand (14) oder in den Stegen (18; 18′) des Rohrofens (9) befindlichen Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) von der endseitigen Ofenöffnung (10) ausgehend mit einem Neigungswinkel von 2 bis 40 kontinuierlich abnimmt und
daß der Halteteil (2) des Probenträgers (1) nicht keilförmig ausgebildet ist.
6. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′), in die der
Probenträger (1) eingeschoben ist, keine Ecken auf
weisen.
7. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′), in denen der
Probenträger (1) gehalten ist, einen im wesentlichen
runden, jedoch an der Basis, d. h. der unteren Auf
lagefläche des Probenträgers (1), in eine Waagerechte
übergehenden und dem Ofeninneren zu offenen Quer
schnitt haben.
8. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1, 2, 3, 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′), in denen der
Probenträger (1) gehalten ist, einen mehreckigen
Querschnitt haben, wobei die Winkel der Ecken größer
90° sind.
9. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in den Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) be
findlichen Bereiche der Seiten des Probenträgers (1)
von den Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) oben und
unten mindestens zum Teil umgriffen werden.
10. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in die Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) ein
greifenden Seiten des Probenträgers (1) der Form der
Nuten komplementär sind.
11. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in die Nuten (13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) ein
greifenden Seiten des Probenträgers (1) so ausgeführt
sind, daß sie nur entlang begrenzter Bereiche an den
Flächen der Nuten anliegen.
12. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Probenträger (1) auf der dem Ofenende (10) zuge
kehrten Seite, in der sich die Nuten (13; 13′; 17;
17′; 17′′; 17′′′) befinden, eine symmetrisch zu seiner
mittleren Längsachse verlaufende, zu dem bezeichneten
Ofenende (10) hin offene, U-förmige Aussparung (7)
hat, so daß zwei Schenkel (6; 6′) vorliegen, die eine
gewisse Elastizität haben und die mindestens zum Teil
mit ihren ofenwandseitigen Bereichen in den Nuten
(13; 13′; 17; 17′; 17′′; 17′′′) gelagert sind.
13. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge der Nuten (13; 13′) maximal 20% der Länge
des Rohrofens (9) beträgt.
14. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 2 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zone im Rohrofen, in denen die Stege (18; 18′) für
die Aufnahme des Probenträgers (1) angeordnet sind,
maximal 20% der Länge des Rohrofens (9) beträgt.
15. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge der Nuten (13; 13′) maximal 15% der Länge
des Rohrofens beträgt.
16. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 2 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zone im Rohrofen (9), in denen die Stege (18; 18′)
für die Aufnahme des Probenträgers (1) angeordnet
sind, maximal 15% der Länge des Rohrofens (9) beträgt.
17. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,
13 und 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des breiteren Teils (2) des Probenträgers
(1) der Länge der in der Ofenwand (14) befindlichen
Nuten (13; 13′) entspricht.
18. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 2, 4 bis 12, sowie 14 und 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des breiteren Teils (2) des Probenträgers
(1) dem Abstand der Stege (18; 18′), gemessen von der
der Rohrofenöffnung (10) zugewandten Begrenzungsfläche
des der Rohrofenöffnung (10) näheren Stegs (18) bis zu
der dem Ofeninneren zugewandten Begrenzungsfläche des
dem Ofeninneren nächsten Stegs (18′) entspricht.
19. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Probenträger (1) aus mit Pyrokohlenstoff oder
Pyrographit beschichtetem Elektrographit besteht.
20. Rohrofen mit darin arretiertem Probenträger nach den
Patentansprüchen 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rohrofen (9) mit dem darin arretierten Proben
träger (1), mindestens was den Innenbereich des
Rohrofens (9) und den Probenträger (1) betrifft, mit
Pyrokohlenstoff (21) beschichtet ist.
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