Трубчатый атомизатор с продольным нагревом для атомно-абсорбционной спектрофотометрии

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ТРУБЧАТЫЙ АТОМИЗАТОР С ПРОДОЛЬНЫМ НАГРЕВОМ ДЛЯ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ(71) Заявители Волчек Владимир Николаевич Курейчик Константин Петрович Бузук Александр Александрович(72) Авторы Бузук Александр Александрович Курейчик Константин Петрович Волчек Владимир Николаевич(73) Патентообладатели Волчек Владимир Николаевич Курейчик Константин Петрович Бузук Александр Александрович(57) Трубчатый атомизатор с продольным нагревом для атомно-абсорбционной спектрофотометрии, содержащий графитовую трубку с отверстием для подачи пробы и охлаждаемые графитовые электроды для подвода тока разогрева, расположенные в торцах трубки,при этом на поверхности графитовой трубки сформированы кольцеобразные канавки,симметрично расположенные по торцам трубки, причем ширина канавок не превышает половины длины графитовой трубки, а их глубина не превышает толщины стенки графитовой трубки. Изобретение относится к области атомно-абсорбционной спектрофотометрии и предназначено для использовании в атомно-абсорбционном анализе и спектральном приборостроении. Известны трубчатые атомизаторы продольного нагрева, выполненные из графита в виде трубки, содержащей отверстие для подачи пробы 1, 2. 17179 1 2013.06.30 Недостатком атомизаторов 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. Разность температур при этом достигает 200 С и более. При атомизации пробы часть атомов осаждается на концах трубки и исключается из процесса измерений, при этом абсорбционный пик уменьшается по амплитуде, что и ухудшает чувствительность. Поскольку центральная часть трубки нагревается до более высокой температуры по сравнению с краями, происходит прогар ее и снижение долговечности. Область прогара графита трубки составляет примерно одну треть трубки. Даже с пиропокрытием стандартная трубка разрушается после 100-200 циклов атомизации металлов с высокой температурой плавления. Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности измерений за счет уменьшения неизотермичности атомизатора путем снижения температуры в центральной части трубки. Поставленная задача достигается тем, что трубчатый атомизатор с продольным нагревом для атомно-абсорбционной спектрофотометрии содержит графитовую трубку с отверстием для подачи пробы и охлаждаемые графитовые электроды для подвода тока разогрева, расположенные в торцах трубки, при этом на поверхности графитовой трубки сформированы кольцеобразные канавки, симметрично расположенные по торцам трубки,причем ширина канавок не превышает половины длины графитовой трубки, а их глубина не превышает толщины стенок графитовой трубки. На фигуре изображен заявляемый трубчатый атомизатор, вид с боковой поверхности трубки. Атомизатор содержит графитовую трубку 1, отверстие для подачи пробы 2, кольцевые канавки 3. Атомизатор работает следующим образом. На концы графитовой трубки подают ток разогрева, при этом ток проходит от одного конца трубки к другому. Поскольку толщина графита в кольцеобразных канавках меньше толщины стенок трубки, то графит в кольцевых канавках 3 разогревается быстрее, чем на концах или в центре трубки, т.к. удельная мощность /1 на единицу массы в двух кольцевых канавках больше удельной мощности /2 на единицу массы остывшего графита трубки. Отсюда следует, что степень повышения температуры в канавках трубки при одном и том же времени воздействия тока может быть приближенно оценена по выражению 2/1. Инфракрасное излучение графита в кольцевых канавках разогревает центральную часть трубки, вследствие чего ее температура растет быстрее по сравнению с прототипом. Концы трубки разогреваются меньше, так как часть тепла отводится через охлаждаемые графитовые электроды, подводящие электрический ток разогрева. Выбирая значение массы 1, можно регулировать степень повышения температуры в кольцевых канавках так, чтобы она отличалась на заранее заданную величину от температуры в центральной части. Например, если в центральной части требуется температура в 2500 С, то температура в кольцевых канавках может быть достигнута в 2600 С. Массы 1 и 2 рассчитываются через объем графита и удельную плотность. Последняя величина является справочной. Объем графита, например, в кольцевой канавке рассчитывается как (2/4-12/4), где- 3,14,- диаметр трубки, 1 - диаметр кольцевой канавки,- длина кольцевой канавки. Для получения массы графита полученное значение достаточно умножить на плотность графита. Тем самым, в отличие от прототипа, в заявляемом атомизаторе обеспечивается расширение зоны мало отличающейся температуры по длине трубки, что препятствует осаждению атомов на ее более холодные концы. 2 17179 1 2013.06.30 Увеличение глубины канавки до толщины стенок трубки приводит к быстрому прогару и резкому падению механической прочности атомизатора. При одинаковых диаметрах кольцевых канавок выбор их ширины больше половины длины трубки приводит к снижению общего диаметра трубки атомизатора, канавки при этом исчезают, поскольку поверхность трубки выравнивается. Положительный эффект также исчезает. Приведенные решения позволили снизить разность температур в центре и по краям трубки, в канавках, примерно до 59-100 С. Это позволило повысить долговечность атомизатора примерно на 10-15 по сравнению с прототипом. Перечисленные отличительные признаки не следуют очевидным образом из сегодняшних знаний в данной области науки и техники. Источники информации 1. Атомизатор трубчатый Перкин-Эльмер, сайт ЗАО КАРБОТЕК ///-814331 0 970 900 90 9 0 0/1 80 0 1 01 82 0 52. Атомизатор трубчатый Сатурн, сайт ЗАО КАГБОТЕК ///-814330 97 0900 9 0 9 00 1 80 0 1 01 82 0 5 0 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3