close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY17116

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2013.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 21/74
G 01J 3/42
(2006.01)
(2006.01)
ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЙ ТРУБЧАТЫЙ АТОМИЗАТОР
(21) Номер заявки: a 20100757
(22) 2010.05.17
(43) 2011.12.30
(71) Заявители: Волчек Владимир Николаевич; Курейчик Константин Петрович; Бузук Александр Александрович (BY)
(72) Авторы: Бузук Александр Александрович; Курейчик Константин Петрович; Волчек Владимир Николаевич (BY)
BY 17116 C1 2013.06.30
BY (11) 17116
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатели: Волчек Владимир
Николаевич; Курейчик Константин Петрович; Бузук Александр Александрович (BY)
(56) SU 1100503 A, 1984.
RU 2032167 C1, 1995.
RU 2284018 C1, 2006.
SU 1589158 A1, 1990.
SU 1649394 A1, 1991.
SU 1741029 A1, 1992.
US 5367374 A, 1994.
GB 2152234 A, 1985.
(57)
Электротермический трубчатый атомизатор, содержащий графитовую трубку с отверстием для подачи пробы и симметрично расположенные относительно этого отверстия и
по окружности трубки контакты для подвода электрического тока, причем контакты связаны между собой графитовой перемычкой с отверстием в центральной ее части для подачи защитного газа, а длина трубки определена из выражения:
L = Lkn + (0,2…6)Lk,
где Lk - ширина контакта, n - число контактов на поверхности трубки; при этом длина
контакта L1, измеренная по поверхности окружности, не превышает:
L1 = (0,05…0,5)Ls,
где Ls - длина окружности трубки, измеренная по ее поверхности.
Фиг. 1
BY 17116 C1 2013.06.30
Изобретение относится к области атомно-абсорбционной спектрофотометрии и предназначено для использования в атомно-абсорбционном анализе и спектральном приборостроении.
Известен трубчатый атомизатор, выполненный из графита в виде трубки, содержащей
отверстие для подачи пробы [1].
Недостатком данного атомизатора является невысокая чувствительность атомноабсорбционного анализа, что обусловлено неизотермичностью трубки во время цикла
атомизации. Неизотермичность является следствием продольного нагрева, когда концы
трубки имеют более низкую температуру по сравнению с центральной частью. При атомизации пробы часть атомов осаждается на концах трубки и исключается из процесса измерений, при этом абсорбционный пик уменьшается по амплитуде и уширяется, что и
ухудшает чувствительность.
Кроме того, при нагреве центральная часть трубки нагревается до более высокой температуры по сравнению с краями, что приводит к прогару и снижению долговечности. Несмотря на пиропокрытие стандартная трубка прогорает в центральной части после 100200 циклов атомизации металлов с высокой температурой плавления.
Известен также атомизатор, выполненный из графита в виде трубки, содержащей расположенные по окружности трубки кольцевые контакты для подвода электрического тока
и отверстие для подачи пробы [2]. В данном атомизаторе используется поперечный нагрев.
Данный атомизатор также неизотермичен, так как процесс разогрева начинается с
кольцевых контактов и по краям трубки появляются зоны повышенной температуры.
Температура в центральной части трубки при этом понижена. Амплитуда абсорбционного
пика также уменьшается. Прогар трубки начинается с зоны, прилегающей к кольцевым
контактам, что также снижает долговечность атомизатора.
Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности измерений за
счет уменьшения неизотермичности атомизатора при одновременном повышении долговечности.
Поставленная задача достигается тем, что электротермический трубчатый атомизатор содержит графитовую трубку с отверстием для подачи пробы и симметрично расположенные
относительно этого отверстия и по окружности трубки контакты для подвода электрического
тока, причем контакты связаны между собой графитовой перемычкой с отверстием в центральной ее части для подачи защитного газа, а длина трубки определена из выражения:
L = Lk · n + (0,2 ÷ 6) · Lk
где Lk - ширина контакта, n - число контактов на поверхности трубки; при этом длина
контакта L1, измеренная по поверхности окружности, не превышает L1 = (0,05-0,5)Ls, где
Ls - длина окружности трубки, измеренная по ее поверхности.
На фиг. 1 изображен заявляемый трубчатый атомизатор, вид с торца трубки.
На фиг. 2 изображен заявляемый трубчатый атомизатор, вид сверху трубки.
На фиг. 3 изображен вариант трубчатого атомизатора, у которого для увеличения механической прочности и упрощения подачи электрического тока контакты с одной стороны трубки связаны между собой перемычкой из графита.
Атомизатор содержит графитовую трубку 1, отверстие для подачи пробы 2, контакты
3, которые разделены промежутками 4. Контакты 3 также выполнены из графита и представляют с трубкой одно целое, они также служат для подвода электрического тока.
Атомизатор работает следующим образом.
Контакты 2 подводят ток к трубке, и начинается процесс ее разогрева. Ток разогревает
не только контакты 3, но и графит в промежутках 4, а поскольку толщина графита в этих
промежутках равна толщине стенок трубки, графит в промежутках 4 разогревается быстрее, чем в зоне контактов 3.
Таким образом, температура боковой зоны трубки меньше по сравнению с промежутком 4, расположенным в верхней или нижней части трубки 1.
2
BY 17116 C1 2013.06.30
По мере разогрева графита в промежутке 4 его инфракрасное излучение попадает и на
графит в боковой зоне, т.е. зону контактов 3, что приводит к их более быстрому нагреву.
С увеличением ширины контактов 3 увеличивается и продольная длина промежутка 4,
что приводит к более равномерному нагреву трубки атомизатора по сравнению с прототипом.
Стандартный трубчатый атомизатор к прибору C-600, являющийся прототипом, при
длине 10 мм имеет ширину кольцевых контактов порядка 1 мм при высоте контакта порядка 1 мм, при этом толщина стенок трубки не превосходит 0,8-1 мм. Разогрев начинается
не со стенок трубки, а с узких контактов, что и обусловливает появление неизотермичной
зоны. Разогрев других частей трубки слабый.
Продольную длину промежутков 4 в заявляемой атомизаторе можно увеличить путем
увеличения ширины контактов 3, измеренной по длине трубки.
Длину промежутков 4 по окружности трубки можно увеличить, путем уменьшения
длины контакта 3 по окружности трубки до размера, при котором контакт не разрушается
из-за увеличения плотности тока разогрева на единицу его площади.
Длину контакта 3. и промежутка 4, измеренных по окружности трубки, можно определить экспериментально, в качестве критерия целесообразно выбрать минимальный срок
службы, например 200 циклов атомизации металлов с высокой температурой плавления.
Например, эту длину контактов 3 можно установить равной 5 мм, тогда длина промежутка
4 будет примерно равна 10,5 мм.
Экспериментально установлено, что выбор длины трубки атомизатора из условия
L = Lk · n + (0,2 ÷ 6) · Lk обеспечивает повышение долговечности атомизатора до 30 % относительно прототипа. При Lk = 1 мм и n = 2, как в прототипе, длина трубки не должна
превышать 8 мм, при минимальной длине 1 · 2 + 0,2 · 1 = 2,2 мм. Таким образом, длина
трубки атомизатора в прототипе увеличена на 2 мм, что и приводит к повышению разности температур между центром и ее контактами, симметрично расположенными на краях
трубки.
Уменьшение значения 0,2 · Lk связано с резким усложнением изготовления атомизатора.
Увеличение значения 6 · Lk приводит к снижению долговечности за счет того, что растет неизотермичность по длине атомизатора. Следовательно, снижается чувствительность
измерений.
При Lk = 2 мм и n = 4 минимальная длина кюветы составит 2 · 4 + 2 · 0,2 = 8,4 мм.
Максимальная длина кюветы L = 2 · 4 + 2 · 6 = 20 мм.
Выбор длины контакта, меньшей чем L1 = 0,05 · Ls связан с резким усложнением изготовления атомизатора и падением механической прочности. Действительно, при диаметре
атомизатора 10 мм длина окружности не превысит 31 мм, при этом длина атомизатора составит порядка 1,65 мм.
Выбор длины контакта, большей чем 0,5 · Ls приведет к невозможности симметричного их расположения с каждой стороны. При выборе длины контакта, равной 0,5 · Ls контакты будут соединены так, как в прототипе. Поэтому наибольшая длина контактов
должна быть менее 0,5 · Ls.
С целью повышения механической прочности и упрощения подачи тока контакты 3 с
одной стороны трубки связаны между собой перемычкой, выполненной из графита, так,
как показано на фиг. 3. Перемычка в центральной части содержит отверстие для подачи
защитного газа.
Приведенные решения позволили снизить разность температур в центре и по краям
трубки примерно до 50-100 °С. Это позволило уменьшить ее абсолютную величину примерно на 5-10 % и повысить долговечность атомизатора примерно на 15-30 % по сравнению с прототипом.
Перечисленные отличительные признаки не следуют очевидным образом из сегодняшних знаний в данной области науки и техники.
3
BY 17116 C1 2013.06.30
Источники информации:
1. Атомизатор трубчатый "Перкин-Эльмер", сайт ЗАО КАРБОТЕК.
2. Атомно-абсорбционный спектрометр C-600 - ОАО "SELMI". Кювета для жидких
проб для спектрофотометра C-600. ООО фирма"ЛЭГ", 1994 (прототип).
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
81 Кб
Теги
патент, by17116
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа