KR20130123293A

KR20130123293A - 기체 화합물의 자외선 분광 분석 장치

Info

Publication number: KR20130123293A
Application number: KR1020127029927A
Authority: KR
Inventors: 스타니슬라브 보즈카; 미로슬라브 포도락
Original assignee: 라비오 에이.에스.
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2013-11-12
Also published as: RU2012155864A; CZ2010398A3; BR112012029970B1; BR112012029970A2; US20130256549A1; US20140145087A1; US8841626B2; RU2558014C2; WO2011147602A3; EP2577264B1; WO2011147603A1; CN102985805A; DK2577263T3; SG185382A1; EP2577263B1; CZ305797B6; KR101774547B1; US9018592B2; EP2577263A2; CN102985805B

Abstract

본 발명은 기체 화합물의 자외선-분광 분석 장치(20)에 관한 것으로서, 분석될 시료 가스의 유동을 수용하도록 되어 있는 측정 채널(5); 측정 채널(5)의 제1 끝단(5a)에 배치되어 자외선을 투과할 수 있는 윈도우 부재(16); 자외선을 생성하고, 자외선을 윈도우 부재(16)를 통과시켜 측정 채널(5) 속으로 발산시킬 수 있는 자외선 소스(11); 및 측정 채널(5)의 반대편의 제2 끝단(5b)에 배치되고, 자외선 소스(11)로부터 발산되는 자외선을 측정하기 위한 분광(spectrographic) 부재(3)를 구비하고; 제1 끝단(5a)에서 측정 채널(5)로 들어가는 자외선은 측정 채널(5)을 통해 전파되어, 수용된 기체와 반응하여, 측정 채널(5)의 제2 끝단(5b)에서 분광 부재(3)에 의해 측정되도록 배치되며, 분광 부재(3)는 장치(20)가 작동하는 동안, 자외선이 분광 부재(3) 속으로 들어가는 개구(12)가 마련되고; 측정 채널(5)의 제2 끝단(5b)은 분광 부재(3)를 향해 개구됨으로써, 분광 부재(3)와 측정 채널(5)의 내부가 개구(12)와 연통되며; 분광 부재(3)는 보호 가스로 충진되도록 구성되고; 분광 부재(3)로 공급되는 보호 가스는 개구(12)를 통해 유동되어 측정 채널(5) 속으로 들어가도록 구성된다.

Description

기체 화합물의 자외선 분광 분석 장치{Device for UV-spectrometric analysis of gaseous compounds}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 기체 화합물의 자외선 분광 분석 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 원자외선(far UV) 영역의 파장을 가진 자외선의 측정에 관한 것이다.

기체와 증기 흡수(vopour absorption)의 분광 측정은 다양한 분야에서 잘 알려져 있다. 하나의 예는 기체 화합물을 규명하기 위해 자외선 분광기가 기체 크로마토그래피(GC)와 결합된 분석 화학이다. 그러한 용도의 장비의 예들은 미국 특허 번호 제4,668,901호 및 미국 특허 번호 제6,305,213호에 개시되어 있다. 기체 크로마토그래프뿐만 아니라 다양한 자외선 분광기들 또는 분광기들은 상업적으로 이용 가능하다.

자외선은 가시광선의 그것보다 짧지만 X-선보다 긴, 10-400nm 범위의 파장을 가지며, 그 스펙트럼은 예를 들어, 근자외선(near UV)은 400-300nm이고, 중자외선(middle UV)은 300-200nm이고, 원자외선은 200-122nm이고, 진공 자외선(vacuum UV)은 200-100nm인 것과 같은 다양한 방식으로 구별될 수 있다. 통상의 유리(glass)는 보다 짧은 파장을 투과시키지 않는다. 석영 유리로 제조된 윈도우는 350nm 부근보다 더 짧은 파장을 분석할 때 일반적으로 사용된다. 190nm 부근보다 더 짧은 파장 즉, 원자외선 또는 진공 자외선 영역에서의 자외선은 통상적으로 석영 내부에 강하게 흡수된다. 윈도우 또는 MgF₂와 같은 알칼리 토금속 불화물(fluoride)로 제조된 다른 광학 요소를 이러한 파장 영역에 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 그러한 물질은 화학물질에 대한 내성을 석명만큼 갖지는 않으며 이러한 물질들이 적합하지 않은 경우들이 많다. 특히, 이것은 온도 상승에 문제점이 있다.

원자외선 또는 진공 자외선 영역에서의 자외선 파장은, 대부분은 화합물이 그러한 영역에서 빛을 흡수하기 때문에 화학 분석에서 중대한 관심사이다. 더 긴 파장을 검출할 수 없는 많은 화합물들은 원적외선 영역에서 자외선을 사용하여 분석될 수도 있다. 그러나, 산소(O₂)와 수증기보다는 공기 역시 이 영역(190nm 부근 이하의 범위)에서 강하게 빛을 흡수하게 되고, 이것은 분석 장비가 공기로부터의 간섭을 회피하도록 특별히 개조되어야 함을 의미한다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어, 소개(evacuated)되거나 질소(N₂)(매우 짧은 파장에서만 자외선을 흡수하는)와 같은 불활성 기체로 충진되도록 개조된 자외선 분광기가 상업적으로 이용될 수 있다.

자외선 분광기를 이용하여 기체 및/또는 수증기를 분석하는 장비들은 일반적으로 측정하는 동안 시료 가스를 수용하는 가늘고 길며 가열된 채널(셀), 채널의 일 끝단에 위치된 UV-소스(예, 듀테륨(deuterium) 램프) 및 채널의 반대 끝단에 위치된 UV 디텍터(UV 분광기)를 구비한다. 일반적으로, 석영으로 제조된, 밀봉되고 자외선을 투과할 수 있는 윈도우가 채널의 양 끝단에 제공된다. 예컨대, GC로부터 나오는 시료 가스를 안내하고, 연속적인 방식으로 캐리어 가스를 채널로 유입시키거나 채널로부터 캐리어 가스를 배출시키기 위해, 채널에는 입구와 출구가 마련된다. UV-소스로부터 나오는 자외선은 UV-소스의 윈도우를 지나치고, 채널의 입구 윈도우를 통과하고 채널을 통과하게 되고, 여기서 빛의 일부분은 시료 가스에 흡수된다. 나머지 자외선은 채널의 출구 윈도우를 통과하여 윈도우 또는 슬릿을 관통하여 자외선 분광기 안으로 들어간다. 자외선 분광기는 채널을 관통하는 자외선의 다른 파장들에서 강도를 측정하고, 얻어진 흡수 스펙트럼은 시료 가스에 존재하는 화합물을 확인하고 그것의 양을 측정하는데 사용된다.

원자외선 영역의 복사선 측정용 장비들의 개조를 위하여, 자외선 투과성(예, 소개된) UV 디텍터가 사용될 수 있고 석영 윈도우는 알칼리 토금속 불화물로 제조된 윈도우로 대체될 수 있다. 그러나, 그러한 개조는 시료 가스가 채널 윈도우의 감광 물질을 분해할 수도 있는 화합물을 함유하지 않는 상황에서만 잘 작동한다. 많은 경우들 특히, 시료 가스가 기체 크로마토그래프의 가열된 기둥으로부터 공급될 때와 같이, 온도가 상승하는 경우 채널 윈도우의 그러한 열화는 피하기 어렵다.

따라서, 기체의 자외선 분광 분석기 장비 분야 특히, 원자외선 영역의 분석용 장비 분야의 개선이 필요하다.

본 발명은 종래의 장치들과 비교하여 원자외선 영역의 복사선 분석을 수행함에 있어서, 개선된 능력을 발휘하는 기체 화합물의 자외선 분광 분석용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 저렴한 윈도우 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적은 독립 청구항 제1항에 포함된 기술적 특징들에 의해 정의된 장치에 의해 얻어진다. 종속 청구항들은 본 발명의 더 개선되고 변형된 유용한 실시예들을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기체 화합물의 자외선-분광 분석 장치는, 분석될 시료 가스의 유동을 수용할 수 있는 측정 채널; 측정 채널의 제1 끝단에 배치되고 자외선을 투과할 수 있는 윈도우 부재; 자외선을 생성하고 그 자외선을 윈도우 부재를 통과시켜 측정 채널 속으로 발산시킬 수 있는 자외선 소스; 및 측정 채널의 반대편의 제2 끝단에 배치되어 자외선 소스로부터 발산되는 자외선을 측정하기 위한 분광 부재를 구비하고; 제1 끝단에서 측정 채널로 들어가는 자외선이 측정 채널을 통해 전파되어 수용된 기체와 반응하여 측정 채널의 제2 끝단에서 분광 부재에 의해 측정되도록 배치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 분광 부재는 장치가 작동하는 동안 자외선이 분광 부재 속으로 들어가는 개구가 마련되고, 측정 채널의 제2 끝단은 분광 부재를 향해 개구되어 분광 부재와 측정 채널의 내부는 상기 개구와 연통되며, 분광 부재는 보호 가스로 충진되고, 분광 부재로 공급되는 보호 가스는 상기 개구를 통해 유동되어 측정 채널 속으로 들어간다.

개구(일반적으로, 슬릿)를 경유하여 분광 부재를 통해 그리고 개방된 끝단을 가진 측정 채널 속으로 보호 가스를 공급하면, 보호 가스는 측정 채널의 이러한 내측에서 정상적이고, 견고한 출구 윈도우의 배치의 필요를 제공하는 "기체 윈도우"를 형성한다. N₂와 같은 적절한 보호 가스를 사용하면, 예를 들어, 감광 물질일 뿐만 아니라 비용이 많이 소요되는 MgF₂를 사용하지 않고서도 충분히 짧은 파장의 자외선을 투과시키는 기체 윈도우를 형성시킬 수 있다.

분광 부재의 개구를 경유하여 측정 채널로 들어가는 보호 가스는 그것이 유인되어 나오기 전에 측정 채널에 있는 시료 가스를 위한 캐리어 가스로서 작동할 수 있다. 가스 압력을 적절히 조절하면, 시료 가스는 분광 부재의 개구를 향하거나 적어도 그것을 통과하여 유동하지 않을 것이다.

분광 부재에 공급되는 보호 가스는 적어도 2가지 기능 즉, O₂와 H₂O와 같은 간섭 가스를 분광 부재(및 분광 채널의 적어도 일 부분)로부터 제거하는 기능, 및 자외선은 통과시키지만 시료 가스가 빠져나가는 것을 방지하는 "윈도우"를 형성하는 기능을 가진다. 예를 들어, 측정 채널의 입구와 출구의 설계에 따라서, 분광 부재에 공급되는 보호 가스는 캐리어 가스로서의 기능을 가질 수 있다.

따라서, 본 발명은 저렴하고 작동이 용이한 윈도우를 제공함은 물론 UV 출구 윈도우를 배치하는 문제점을 해결함으로써, 원자외선 영역에 있는 자외선 역시 채널을 빠져나가 민감한 윈도우 물질의 열화의 위험없이 분광 부재 속으로 들어가게 한다.

장치의 제2 끝단에 배치된 본 발명의 가스-윈도우와 함께, 이것은 사용되는 보호 가스에 따라 190nm 이하 내지 150nm 부근보다 더 짧은 파장을 가진 자외선의 자외선 분광 분석을 허용한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 측정 채널에 면하는 윈도우 부재의 측면에 있는 윈도우 부재에 인접되게 빈 공간이 배치되고, 빈 공간은 측정 채널의 개방단과 연통하고, 빈 공간은 비어 있는 입구가 마련되어, 보호 가스가 비어 있는 입구로 공급될 때, 보호 가스는 그 빈 공간뿐만 아니라 측정 채널을 채울 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 측정 채널에는 시료 가스를 측정 채널 내부로 공급하기 위한 적어도 하나의 입구 및 측정 채널로부터 시료 가스와 보호 가스를 안내하기 하기 위한 적어도 하나의 출구가 마련된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 장치는 장치를 둘러싸는 공기가 측정 채널 내부로 들어가는 것을 방지하기 위해 배치된 밀봉 부재를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 장치는 시료 가스 입구에 연결하기 위한 가스 크로마토그래피 칼럼(colunn)을 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 장치는 보호 가스 채널에 공급되는 보호 가스의 흐름을 조절하기 위해 배치된 가스 유동 레귤레이터를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 가스 유동 레귤레이터는 시료 가스의 유동을 조절하도록 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 가스 유동 레귤레이터는 분광 부재에 공급되는 보호 가스의 유동을 조절하도록 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 측정 채널은 가늘고 긴 모양을 가지며, 윈도우 부재와 분광 부재는 측정 채널의 반대 끝단들에 위치된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 측정 채널은 실리카 튜브이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 측정 채널은 가열될 수 있도록 구성된 케이싱에 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, UV-소스(radiation source)는 듀테륨(deuterium) 램프이다. 바람직하게, 윈도우 부재는 듀테륨 램프의 통합 부분을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 윈도우 부재는 알칼리 토금속 불화물에 의해 제조된다. 바람직하게, 윈도우 부재는 MgF₂로 제조된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 분광 부재는 단파장 자외선에 적합한 리플렉터(reflector) 및 기록 요소(registration element)를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 윈도우 부재는 석영으로 제조된다.

본 발명은 저렴하고 작동이 용이한 윈도우를 제공함은 물론 UV 출구 윈도우를 배치하는 문제점을 해결함으로써, 원자외선 영역의 복사선 역시 채널을 빠져나가 민감한 윈도우 물질의 열화의 위험없이 분광 부재 속으로 들어가게 한다.

본 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 개략도를 도시한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기체 화합물의 UV-분광 분석을 위한 장치(20)를 도시한다. 장치(20)는 가스 유동 레귤레이터(1), 분광 부재(3), 연결 튜브(4), 측정 채널(5), 시료 인젝터(7), 가스 크로마토그래피가 꾸려진 칼럼(column)(8), 및 듀테륨 램프 형태의 UV-소스(11)를 구비한다.

본 실시예의 분광 부재(3)는 모든 단파장의 자외선 빛을 기록할 수 있는 긴 기록 요소를 가진 배타적 반사성 광학 요소(3b)를 포함하는 회절(grating) 분광기이다. 분광 부재(3)에는 부재(3) 속으로 보호 가스를 공급하기 위한 입구(2)와 측정 채널(5)을 통과한 자외선(점선으로 도시)(15)이 분광 부재(3) 안으로 들어가도록 허용하는 슬릿 형태의 개구(12)가 마련된다. 연결 튜브(4)는 슬릿(12) 주위 및 분광 부재(3)를 면하는 측정 채널(5)의 제2 개방 끝단 주위를 밀봉하는 방식으로 배치된다. 튜브(4)는 측정 채널(5)로부터 연장되도록 배치된다. 분광 부재(3)는, 분광 부재(3)가 입구(2)를 통해 보호 가스가 충진된 후 가스가 슬릿(12)과 튜브(4)를 통과하여 그 개방 끝단(5b)을 경유하여 측정 채널(5) 밖으로 빠져나가는 것을 방지하기 위해, 분광 부재(3)는 밀봉을 구비한다.

듀테륨 램프(11)는 분광 부재(3)에 대해 측정 채널(5)의 반대편 끝단에 위치된다. 듀테륨 램프(11)의 통합 부분을 형성하는 윈도우 부재(16)는 측정 채널(5)의 제1 개방 끝단(5a)을 면한다. 윈도우 부재(16)는 MgF₂로 제조되고 측정 채널(5)의 제1 끝단(5a)과 관련하여 밀봉 방식으로 배치된다.

시료 인젝터(7)는 가스 크로마토그래피 칼럼(8)으로 시료 가스를 주입하도록 배치된다.

측정 채널(5)은 순수 실리카로 제조된 튜브이고, 가열될 수 있도록 구성된 하우징(17)에 배치되어, 측정 채널(5)을 제어할 수 있도록 유지되어 장치(20)가 작동하는 동안 온도를 상승시킬 수 있다. 시료 가스를 측정 채널(5) 속으로 도입하기 위한 입구(9)는 분광 부재(3)를 면하는 측정 채널(5)의 제2 끝단(5b)에 상대적으로 가까운 위치의 측정 채널(5)에 배치된다. 측정 채널(5)로부터 시료 가스와 보호 가스를 밖으로 안내하기 위한 출구(10)는 UV-소스(11)에 면하는 채널(5)의 제1 끝단(5a)에 상대적으로 가깝게 위치된다. 보호 가스/비활성 가스를 위한 입구(6)는 UV-소스(11)에 면하는 채널(5)의 제1 끝단(5a)과 연결되도록 배치되어, 입구(6)로 공급되는 가스는 윈도우 부재(16)와 채널(5) 사이의 빈 공간(18)으로 들어가서 흘러내리게 되고, 가스가 개방 끝단(5a)을 통해 채널(5) 속으로 연속으로 흐르기 전에 채널(5)에 면하는 윈도우 부재(16)의 일측을 덮어서 보호한다.

가스 유동 레귤레이터(1)는 칼럼(8)을 통해 캐리어 가스를 공급할 수 있고, 분광 부재(3)의 입구(2)와 윈도우 부재(16)에 있는 입구(6)로 보호 가스(이 경우 캐리어 가스(N₂)와 동일한 가스)를 공급할 수 있도록 배치된다.

장치(20)가 작동하는 동안, 가스 유동은 조절되기 때문에, 입구(2)를 경유하여 분광 부재(3)에 공급되는 가스는 분광 부재(3)를 채우고, 슬릿(12), 튜브(4), 및 채널(5)의 개방 끝단(5b)을 경유하여 측정 채널(5)로 흘러간다. 입구(9)를 통해 채널(5)로 들어가는 시료 가스는 분광 부재(3)로부터 나오는 유동(질소)과 혼합되어 채널(5)을 통과하여 UV-소스(11)를 향해 흐른다.

동시에, 보호 가스 또는 불활성 가스는 윈도우 부재(16)에 있는 입구(6)로 공급된다. 이러한 가스 유동은 빈 공간(18)을 채우고 윈도우 부재(16)와 접촉하여 그것을 덮은 후 분광 부재(3)를 향해 유동한다. 출구(10)의 위치에서, 채널(5)에서 서로 반대 방향을 향하는 2개의 가스가 만나서 혼합되어 출구(10)를 통해 측정 채널(5) 밖으로 흐르게 된다. 바람직하게, 보호 가스/불활성 가스는 시료 가스가 입구(9)를 통해 도입되기 전에 채널(5)의 개방 끝단들(5a)(5b) 안으로 들어간다.

시료 가스가 측정 채널(5)을 따라 흐르는 동안 시료 가스의 측정이 수행된다. 혼합물을 분리하는 가스 크로마토그래피 칼럼(8)이 측정 채널(5)의 상류에 배치되기 때문에, 하나의 시료 가스 혼합물만 또는 소량의 시료 가스 혼합물만 동시에 측정 채널(5)에 존재할 가능성이 있다. 분광 부재(3)에 의해 수행된 측정의 결과는 파장과 시간의 함수로서 자외선의 흡수를 보여주는 전형적인 스펙트럼이다.

또한, 장치(20)는 (가스 유동을 제어하기 위한) 가스 유동 레귤레이터(1), UV-소스(11), 분광 부재(3), 케이싱(17)과 칼럼(8)의 가열, 및 시료 인젝터(7)와 같은 장치의 다양한 부품들을 제어하기 위한 제어 유니트(미도시)를 구비한다.

예시 1:

본 발명에 따른 장치는 MgF₂로 제조된 출구 윈도우를 가진 듀테륨 램프(Hamamatsu, 일본), 실리카 튜브(I.D. 1mm, 20mm 길이)로부터 제조된 셀/측정 채널, 가스를 위한 입구 구조물이 마련되고 램프와 분광기(Photon Control, 캐나다) 모두에 실리콘이 밀봉되고, 1,200 그루브/mm 격자를 가지며, 300nm로 최적화되고 정사각형 단면을 가지며, 인서트 및 융해된 가열 알루미늄 바아(bar), (개구를 생성할 수 있도록) 실리카 유리 커버가 제거된 광학 요소 CCD(Toshiba TCD1304 CCD)를 포함하여 조립되었다. 모든 부품들은 알루미늄 앵글 바아(100mm×100mm×10mm)로 제조된 광학 벤치(bench)에 장착되었다. 불활성 가스(질소, 순도 5.0)의 흐름은 루프 인젝터(loop injector)로부터 셀의 중앙 부분에 만들어진 개구로 들어갔고, 스펙트럼의 측정이 필요한 혼합물을 불활성 가스 흐름 속으로 추가시키는 데 사용되었다. 추가적인 불활성 가스는 램프 윈도우에 가깝고, 유동 셀로부터 나오는 빛이 들어가는 슬릿을 통해서만 가스가 배출되도록 적절하게 밀봉된 분광기에 역시 가까운 입구로 들어갔다. 가스 유동은 분석된 화합물이 램프 윈도우와 접촉하지 않도록 또는 램프 윈도우에 접근하지 않도록 하는 방식으로 제어되었다.

예시 2:

예시 1에서 설명된 분광기는 2mm 직경, 4m 길이를 가지며, Supelcoprt OV1 흡수제(sorbent)(Sigma Aldrich)로 패킹된 크로마토그래프 칼럼을 가진 가스 크로마토그래프(Labio, 체코 공화국)에 연결되었다. 지방족 용제(aliphatic solvent)에 용해된 유기 화합물의 혼합물이 주입되어 스펙트럼이 측정되고 시간 함수로 기록되었다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기체 화합물의 자외선-분광 분석용 장치(20)를 도시한다. 전술한 제1 실시예와 중요한 차이점은, 본 실시예에서는 시료 가스로부터 그것을 보호하기 위한 보호 가스가 윈도우 부재(16)를 향해 공급되지 않는 점이다. 여기서, 입구(6)는 출구(26)를 형성하고 전술한 출구(10)가 제거된다. 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 분광 부재(3)에 공급되는 시료 가스와 질소는 측정 채널(5)을 통하여 흘러서, 윈도우 부재(16)를 통과하여 출구(26)를 통해 시스템을 빠져나온다. 이 경우, 보통 석영으로 제조된 윈도우 부재(16)는 시료 가스에 의해 영향을 받지 않는다.

도 1에 도시된 실시예는 출구(10)를 막고, 가스 유동 레귤레이터(1)로부터 입구(6)의 연결을 차단하고(출구(26)를 형성함), 윈도우 부재(16)의 교체(예, 통합 MgF₂-윈도우를 가진 것으로부터 통합 석영 윈도우를 가진 것으로 듀테륨 램프의 변경)에 의해 도 2의 실시예로 용이하게 변경될 수 있다. 물론, 도 1에 도시된 실시예로의 반대로의 변경 역시 용이하게 수행될 수 있다.

분광 부재(3)로부터 나와서 측정 채널(5)로 들어가는 가스 유동에 의해 측정 채널(5)의 제2 끝단(5)에 형성된 "윈도우"는 종래의 윈도우가 윈도우 부재(16)로서 사용되는 경우에도 유용하다.

본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며 청구항의 권리범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어, 측정 채널(5)로 들어가는 입구들과 그로부터 나오는 출구들은 다른 방식으로 배치될 수 있다. 일반적으로, 분광 부재(3)에 들어가기 전에 자외선(점선)(15)이 가능한 많이 시료 가스를 통과하도록 하기 위해 채널(5)의 대부분의 길이를 따라 시료 가스가 흐르도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 분석의 민감도를 증대시킨다. 도 1을 참조하면, 시료 가스는 (분광 부재(3)에 면하는 채널(5)의 제2 끝단(5b)에 가깝게 출구가 배치된 상태에서)UV-소스(11)에 면하는 채널의 제1 끝단(5a)에 있는 측정 채널(5) 안으로 들어갈 수도 있거나 시료 가스는 측정 채널(5)의 중간 영역으로 공급될 수도 있다(바람직하게는 하나의 출구가 채널(5)의 각각의 끝단에 배치되어 있으므로 시료 가스는 채널(5)의 각각의 끝단을 향하는 다른 방향들로 분리되어 유동함). 물론, 가스 유동은 시료 가스가 윈도우 부재(16)와 접촉하게 되는 것을 방지하고 분광 부재(3) 안으로 들어가는 것을 방지하도록 조절되어야만 한다.

또한, UV-소스(11)는 듀테륨 램프일 필요는 없다.

1...가스 유동 레귤레이터 3...분광 부재
4...연결 튜브 5...측정 채널
7...시료 인젝터 8...칼럼(column)
9...입구 11...UV-소스
12...개구 17...하우징
16...윈도우 부재 20...장치

Claims

분석될 시료 가스의 유동을 수용하도록 되어 있는 측정 채널(5); 상기 측정 채널(5)의 제1 끝단(5a)에 배치되어 자외선을 투과할 수 있는 윈도우 부재(16); 자외선을 생성하고, 자외선을 상기 윈도우 부재(16)를 통과시켜 상기 측정 채널(5) 속으로 발산시킬 수 있는 자외선 소스(11); 및 상기 측정 채널(5)의 반대편의 제2 끝단(5b)에 배치되고, 상기 자외선 소스(11)로부터 발산되는 자외선을 측정하기 위한 분광(spectrographic) 부재(3)를 구비하고; 상기 제1 끝단(5a)에서 상기 측정 채널(5)로 들어가는 자외선은 상기 측정 채널(5)을 통해 전파되어, 수용된 기체와 반응하여, 상기 측정 채널(5)의 상기 제2 끝단(5b)에서 상기 분광 부재(3)에 의해 측정되도록 배치된 기체 화합물의 자외선-분광 분석 장치(20)에 있어서:
상기 분광 부재(3)는 상기 장치(20)가 작동하는 동안, 자외선이 상기 분광 부재(3) 속으로 들어가는 개구(12)가 마련되고;
상기 측정 채널(5)의 상기 제2 끝단(5b)은 상기 분광 부재(3)를 향해 개구됨으로써, 상기 분광 부재(3)와 상기 측정 채널(5)의 내부가 상기 개구(12)와 연통되며;
상기 분광 부재(3)는 보호 가스로 충진되도록 구성되고;
상기 분광 부재(3)로 공급되는 보호 가스는 상기 개구(12)를 통해 유동되어 상기 측정 채널(5) 속으로 들어가도록 구성된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 측정 채널(5)의 상기 제1 끝단(5a)은 상기 윈도우 부재(16)를 향해 개구되고;
보호 가스를 안내하기 위한 보호 가스 채널(6)(18)이 상기 윈도우 부재(16)에 연통하도록 구성됨으로써 상기 보호 가스 채널(6)(18)을 통해 공급되는 보호 가스가 상기 측정 채널(5)에 면하는 상기 윈도우 부재(16)의 일측 위로 유동되어 덮은 후 상기 측정 채널(5) 속으로 들어가는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 측정 채널(5)에 면하는 상기 윈도우 부재(16)의 측면에서 상기 윈도우 부재(16)에 인접하게 배치된 빈 공간(18)을 구비하고;
상기 빈 공간(18)은 상기 측정 채널(5)의 개방단(5a)과 연통하고, 상기 빈 공간(18)에는 속이 빈 입구(6)가 마련되어, 보호 가스가 상기 속이 빈 입구(6) 속으로 공급될 때, 상기 보호 가스가 상기 빈 공간(18)뿐만 아니라 상기 측정 채널(5)을 채울 수 있는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 측정 채널(5)에는 시료 가스를 상기 측정 채널(5)로 공급하기 위한 적어도 하나의 입구(9)와, 상기 측정 채널(5) 밖으로 시료 가스와 보호 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 출구(10)가 마련된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 채널(5) 안으로 공기가 들어오는 것을 방지하기 위해 상기 장치를 둘러싸도록 배치된 밀봉 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 입구(9)에 연결된 가스 크로마토그래피 칼럼(8)을 구비하는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 보호 가스 채널(6)(18)에 공급되는 보호 가스의 흐름을 조절하기 위해 배치된 가스 유동 레귤레이터(1)를 구비하는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 유동 레귤레이터(1)는 시료 가스의 유동을 조절하도록 배치된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 유동 레귤레이터(1)는 상기 분광 부재(3)에 공급되는 보호 가스의 유동을 조절하도록 배치된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 채널(5)은 가늘고 긴 모양을 가지며;
상기 윈도우 부재(16)와 상기 분광 부재(3)는 상기 측정 채널(5)의 반대 끝단들(5a)(5b)에 위치된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 측정 채널(5)은 실리카 튜브인 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 채널(3)은 가열될 수 있도록 구성된 케이싱(17)에 배치된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
자외선 소스(11)는 듀테륨(deuterium) 램프인 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 윈도우 부재(16)는 상기 듀테륨 램프의 통합 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윈도우 부재(16)는 알칼리 토금속 불화물에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 윈도우 부재(16)는 MgF₂로 제조된 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분광 부재(3)는 단파장 자외선에 상응하는 리플렉터(reflector)와 기록 요소(registration element)를 구비하는 것을 특징으로 하는 분석 장치.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윈도우 부재(16)는 석영으로 제조된 것을 특징으로 하는 분석 장치.