RU2301999C1 - Двухпламенный фотометрический детектор - Google Patents
Двухпламенный фотометрический детектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301999C1 RU2301999C1 RU2005136196/28A RU2005136196A RU2301999C1 RU 2301999 C1 RU2301999 C1 RU 2301999C1 RU 2005136196/28 A RU2005136196/28 A RU 2005136196/28A RU 2005136196 A RU2005136196 A RU 2005136196A RU 2301999 C1 RU2301999 C1 RU 2301999C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flame
- optical
- focus
- optical filter
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Двухпламенный фотометрический детектор для газовой хроматографии содержит внутреннюю горелку с центральным отверстием для формирования нижнего пламени, наружную горелку с центральным отверстием для формирования верхнего пламени, корпус, тройник, оптическое окно, оптический фильтр, приемник излучения. Корпус имеет отражатель в форме эллипсоида, оптическая ось которого проходит через зону верхнего пламени и вход в приемник излучения. Первый фокус эллипсоида находится в зоне верхнего пламени, а расстояние от второго фокуса до приемника излучения Δх2=(2,6±2) мм. Изобретение позволяет повысить чувствительность детектора за счет увеличения доли энергии, собираемой отражателем, и компенсации сферической аберрации оптической системы, вносимой оптическим окном и оптическим фильтром, смещением оси горелок и приемника излучения относительно геометрических фокусов отражателя. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к конструкциям пламенно-фотометрических детекторов для газовой хроматографии.
Известен пламенно-фотометрический детектор для газовой хроматографии (патент РФ №2231784, публ. 27.06.2004), содержащий газовую горелку с газоподводящими каналами, оптический фильтр и приемник излучения.
Недостатком данного пламенно-фотометрического детектора является низкая чувствительность вследствие несовершенства оптической системы, низкая надежность оптического фильтра и приемника излучения вследствие их расположения вблизи газовой горелки и возможности гашения пламени в горелке при введении пробы в детектор.
Известен пламенно-фотометрический детектор для газовой хроматографии (патент РФ №2176391, публ. 27.11.2001), содержащий газовую горелку с газоподводящими каналами, конденсорную линзу, оптические фильтры, оптические пластины, заслонки и приемник излучения.
Недостатком этого пламенно-фотометрического детектора является сложность оптической системы, небольшая доля использования излучения пламени, а также возможность гашения пламени в горелке.
Указанные недостатки частично устранены в конструкции двухпламенно-фотометрического детектора (патент USA №4097239, публ. 27.06.1978), выбранного в качестве прототипа, содержащего внутреннюю горелку с центральным отверстием для формирования первого пламени, наружную горелку с центральным отверстием для формирования второго пламени, корпус, тройник, оптическое окно, оптический фильтр, приемник излучения. Два пламени в пространстве располагаются таким образом, что участок разложения пробы и участок светового излучения удалены друг от друга. Смесь воздуха и анализируемого газа вводится через центральное отверстие. К внутренней горелке подается для поддержания горения водород, а стабильность горения наружной горелки поддерживается за счет подачи воздуха, обогащенного кислородом.
Недостатками данной конструкции являются неполное использование излучения пламени, возможность возгорания водорода за пределами корпуса детектора и сложность оптической системы.
Задачей заявляемого изобретения является повышение чувствительности детектора вследствие более эффективного использования излучения пламени, упрощение оптической системы, уменьшение тепловой нагрузки на приемник излучения и устранение возможного возгорания водорода за пределами корпуса детектора.
Для достижения указанного технического результата представлен двухпламенный фотометрический детектор, состоящий из внутренней горелки с центральным отверстием для формирования нижнего пламени, наружной горелки с центральным отверстием для формирования верхнего пламени, корпуса, тройника, обеспечивающего ввод элюата, разлагающегося в нижнем пламени, оптического окна, оптического фильтра, приемника излучения, при этом корпус дополнительно имеет отражатель в форме эллипсоида, оптическая ось которого проходит через зону верхнего пламени и вход в приемник излучения, первый фокус эллипсоида находится в зоне верхнего пламени, а расстояние от второго фокуса до приемника излучения Δx2=(2,6±2) мм.
Расстояния от первого фокуса эллипсоида до оси горелок и второго фокуса до приемника излучения определяются по формулам
где n1, n2 - показатели преломления материалов оптического окна и оптического фильтра; S1, S2 - толщины оптического окна и оптического фильтра; iпред1, iпрeд2 - предельные значения углов падения излучения на оптическое окно и оптический фильтр.
Часть корпуса, объединяющая оптическое окно, оптический фильтр и приемник излучения, имеет ребра охлаждения, а отверстие в корпусе, которое расположено над горелками, перекрыто отсекателем пламени, изготовленным из материала с высокой теплоемкостью и теплопроводностью.
Чувствительность детектора повышается за счет увеличения доли энергии, собираемой отражателем, и компенсации сферической аберрации оптической системы, вносимой оптическим окном и оптическим фильтром, смещением оси горелок и приемника излучения относительно геометрических фокусов отражателя.
На фиг.1 изображен двухпламенный детектор, состоящий из внутренней горелки 1 с центральным отверстием для формирования нижнего пламени, наружной горелки 2 с центральным отверстием для формирования верхнего пламени, корпуса 3, тройника 4. Оптическое окно 5 отделяет зону горения верхнего пламени от оптического фильтра 6 и приемника излучения 7. Зону горения верхнего пламени охватывает отражатель в форме эллипсоида 8. Часть корпуса имеет ребра охлаждения 9. Отверстие в корпусе, расположенное над горелками, перекрыто отсекателем пламени 10.
На фиг.2, 3 приведены рисунки, поясняющие вывод формул по расчету расстояний от первого фокуса эллипсоида F1 до оси горелок Δх1 и второго фокуса F2 до приемника излучения Δх2.
Фиг.2 показывает определение смещения светового луча при преломлении через оптически прозрачный материал. Из фиг.2 следует
где i - угол падения луча, r - угол преломления луча, S - толщина материала. Для материала с коэффициентом преломления n: sini/sinr=n (закон Снелла).
Тогда из (1) получаем
Но Δу/Δх=tgi. Поэтому, учитывая (2), имеем
Фиг.3 показывает лучи падения света при углах падения i=0 и i=iпред для вычисления - среднего значения смещения преломленного луча.
Смещение лучей света за плоской пластиной для различных лучей с углами падения 0≤i≤iпред, где iпред - предельный угол падения, в соответствии с (3), будут удовлетворять выражению
Таким образом, среднее значение для смещения лучей определяется формулой
На фиг.4 показаны параметры эллипсоида, поясняющие формулы для расчета предельных углов падения излучения на оптическое окно iпред1 и оптический фильтр iпред2.
Предельные углы определяются по формулам (а>b):
Работа детектора осуществляется следующим образом. К горелкам 1 и 2 подводятся водород и воздух, производится зажигание пламени. Температура нижнего пламени должна быть примерно 2000°С, а верхнего пламени - в пределах 350÷650°С - определяется температурой хромотографической колонки и расходом газов. Отсекатель пламени 10 исключает возгорание водорода над детектором. Через тройник 4 вводится элюат - смесь рабочего газа и компонентов анализируемой пробы, который разлагается в нижнем пламени, переносится в верхнее пламя и придает ему определенный цвет, указывающий на присутствие компонентов пробы в пламени. Излучение верхнего пламени собирается эллипсоидным отражателем 8, фильтруется оптическим фильтром 6 и передается в приемник излучения 7. Полоса пропускания фильтра определяется компонентами анализируемой пробы; как правило, компонентами, богатыми соединениями фосфора или серы. Оптическое окно 5 и ребра охлаждения части корпуса 9 обеспечивают допустимый температурный режим для оптического фильтра 6 и приемника излучения 7.
Смещение оси горелок относительно первого фокуса эллипсоида F1 и оптического входа приемника излучения 7 относительно второго фокуса эллипсоида F2 обеспечивает частичную компенсацию сферической аберрации оптической системы.
Применение в двухпламенном фотометрическом детекторе отражателя в форме эллипсоида 8 позволяет максимально использовать спектр излучения пламени и увеличить чувствительность данного детектора по сравнению с известными в 2,5÷4 раза.
Отсекатель способствует устранению возможности возгорания водорода за пределами корпуса детектора.
Claims (4)
1. Двухпламенный фотометрический детектор для газовой хроматографии, содержащий внутреннюю горелку с центральным отверстием для формирования нижнего пламени, наружную горелку с центральным отверстием для формирования верхнего пламени, корпус, тройник, обеспечивающий ввод элюата, разлагающегося в нижнем пламени, оптическое окно, оптический фильтр, приемник излучения, отличающийся тем, что корпус имеет отражатель в форме эллипсоида, оптическая ось которого проходит через зону верхнего пламени и вход в приемник излучения, первый фокус эллипсоида находится в зоне верхнего пламени, а расстояние от второго фокуса до приемника излучения Δх2=(2,6±2) мм.
2. Двухпламенный фотометрический детектор по п.1, отличающийся тем, что расстояния от первого фокуса эллипсоида до оси горелок и второго фокуса до приемника излучения определяются по формулам
где n1, n2 - показатели преломления материалов оптического окна и оптического фильтра;
S1, S2 - толщины оптического окна и оптического фильтра;
iпред1, iпред2 - предельные значения углов падения излучения на оптическое окно и оптический фильтр.
3. Двухпламенный фотометрический детектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что часть корпуса, объединяющая оптическое окно, оптический фильтр и приемник излучения, имеет ребра охлаждения.
4. Двухпламенный фотометрический детектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в корпусе выполнено отверстие, расположенное над горелками и перекрытое отсекателем пламени, изготовленным из материала с высокой теплоемкостью и теплопроводностью.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136196/28A RU2301999C1 (ru) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Двухпламенный фотометрический детектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136196/28A RU2301999C1 (ru) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Двухпламенный фотометрический детектор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2301999C1 true RU2301999C1 (ru) | 2007-06-27 |
Family
ID=38315601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005136196/28A RU2301999C1 (ru) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Двухпламенный фотометрический детектор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2301999C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725089C1 (ru) * | 2016-10-26 | 2020-06-29 | Фукс Петролуб Се | Элемент для приема пробы, аналитический комплект и способ анализа жидкости, в частности смазочно-охлаждающей эмульсии |
-
2005
- 2005-11-21 RU RU2005136196/28A patent/RU2301999C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725089C1 (ru) * | 2016-10-26 | 2020-06-29 | Фукс Петролуб Се | Элемент для приема пробы, аналитический комплект и способ анализа жидкости, в частности смазочно-охлаждающей эмульсии |
RU2725089C9 (ru) * | 2016-10-26 | 2020-11-24 | Фукс Петролуб Се | Элемент для приема пробы, аналитический комплект и способ анализа жидкости, в частности смазочно-охлаждающей эмульсии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bejarano et al. | Single-coal-particle combustion in O2/N2 and O2/CO2 environments | |
ES2259615T3 (es) | Un procedimiento y dispositivo para medir, mediante fotoespectrometria, la concentracion de gases nocivos en los humos a traves de un equipo de produccion de calor. | |
CA2633716A1 (en) | Near uv absorption spectrometer and method for using the same | |
US20100313572A1 (en) | Optical interrogation sensors for combustion control | |
Graeser et al. | Char particle emissivity of two coal chars in oxy-fuel atmospheres | |
KR20140028115A (ko) | 유체 조성 분석 기구, 발열량 계측 장치 및 발전 플랜트 및 유체 조성 분석 방법 | |
RU2301999C1 (ru) | Двухпламенный фотометрический детектор | |
CN104114984B (zh) | 光谱仪和光谱学方法 | |
WO2015003051A1 (en) | Flame photometric detector | |
CN207215699U (zh) | 一种通用光谱分析系统 | |
Barlow et al. | Multiscalar diagnostics in turbulent flames | |
US20110062056A1 (en) | Excess Air Control For Cracker Furnace Burners | |
GB2401939A (en) | Device and method for determining the concentration of at least one gas component in a respiratory gas mixture | |
CN115290521A (zh) | 用于检测震荡火焰的物理性质的实验系统及检测方法 | |
Sheppard | Photo-chemistry | |
JPS62157550A (ja) | 燃焼ガスの濃度検出装置 | |
RU2253863C1 (ru) | Пламенно-фотометрический детектор для газовой хроматографии | |
US20140221718A1 (en) | Excess air control for cracker furnace burners | |
Guo | Soot oxidation in hydrocarbon-free flames | |
JP3381611B2 (ja) | 炎光光度形検出器 | |
US3917405A (en) | Flame photometric detector employing premixed hydrogen and oxygen gases for sample combustion with end-on spectrophotometer viewing of the flame | |
CN220367217U (zh) | 一种用于气体浓度测量的拉曼探头 | |
Alekseev et al. | Combustion and heat properties of lignin–containing fuels | |
Tyndall | I. On Calorescence | |
JPH11508053A (ja) | 分析システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161122 |