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) Заявитель Конструкторско-технологическое республиканское унитарное предприятие Нуклон(72) Авторы Бузук Александр Александрович Курейчик Константин Петрович(73) Патентообладатель Конструкторско-технологическое республиканское унитарное предприятие Нуклон(57) Трубчатый атомизатор с продольным нагревом для атомно-абсорбционной спектрофотометрии, содержащий графитовую трубку и симметрично расположенные по длине трубки внешний графитовый профиль кольцеобразной формы с отверстием для подачи пробы, выполненный заодно с трубкой, и графитовую платформу внутри трубки, при этом ширина внешнего профиля равна длине платформы, а длина профиляпо окружности внешней поверхности трубки определена из выражения 1,где- длина окружности трубки, измеренная по ее внешней поверхности,1 - часть длины окружности трубки, измеренная по ее внешней поверхности в нижней части между боковыми ребрами платформы. Фиг. 1 Изобретение относится к области атомно-абсорбционной спектрофотометрии и предназначено для использования в атомно-абсорбционном анализе и спектральном приборостроении. 17613 1 2013.10.30 Известен трубчатый атомизатор с продольным нагревом, выполненный из графита в виде трубки, содержащей отверстие для подачи пробы 1. Недостатком атомизаторов является невысокая чувствительность атомно-абсорбционного 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, что и ухудшает чувствительность. Поскольку центральная часть трубки нагревается до более высокой температуры по сравнению с краями, происходит прогар ее и снижение долговечности. Несмотря на пиропокрытие стандартная трубка разрушается после 100-200 циклов атомизации металлов с высокой температурой плавления. Таким образом, известный атомизатор характеризуется невысокой долговечностью и низкой чувствительностью измерений. Известен также трубчатый атомизатор с продольным нагревом, состоящий из графитовой трубки и симметрично расположенного по длине трубки внешнего профиля кольцеобразной формы с отверстием для подачи пробы 2. Внешний профиль кольцеобразной формы с отверстием для подачи пробы выполнен из графита заодно с трубкой, из-за чего скорость разогрева атомизатора в центре мала и чувствительность анализа снижается даже при использовании платформы. Однако долговечность такого атомизатора большая по сравнению с атомизатором,описанным в 1, поскольку центральная часть трубки хотя и нагревается до высокой температуры в условиях действия агрессивных паров кислот (в качестве которых при приготовлении пробы применяют азотную или соляную), но благодаря большей массе графита из-за профиля процесс разрушения трубки замедлен. Однако при этом требуется увеличить ток разогрева. Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности измерений при сохранении долговечности атомизатора. Поставленная задача достигается тем, что в трубчатом атомизаторе с продольным нагревом, состоящем из графитовой трубки и симметрично расположенных по длине трубки внешнего профиля кольцеобразной формы с отверстием для подачи пробы и платформы,ширина внешнего профиля составляет не менее длины платформы, а длина профиля, измеренная по окружности внешней поверхности трубки, вычисляется по формуле 1,где- длина профиля, - длина окружности трубки, измеренная по ее внешней поверхности,1 - часть длины окружности трубки, измеренная по ее внешней поверхности в нижней части между боковыми ребрами платформы. Ширина внешнего профиля может быть равна длине платформы. На фиг. 1 изображен осевой разрез заявляемого трубчатого атомизатора. На фиг. 2 изображен вид с торца трубки заявляемого атомизатора. Атомизатор содержит графитовую трубку 1, отверстие для подачи пробы 2, профиль кольцеобразной формы 3, платформу 4. Профиль 3 выполнен из графита заодно с трубкой 1 и ограничен по длине в нижней части трубки в соответствии с вышеприведенной формулой. Атомизатор работает следующим образом. На концы трубки подают ток разогрева, при этом ток проходит от одного конца трубки к другому. Поскольку толщина графита в нижней части трубки, в области размещения платформы 4, меньше толщины графита в верхней части трубки, графит в нижней части разогревается быстрее, чем в верхней. Инфракрасное излучение разогретого графита попадает на платформу 4 и начинает разогревать ее. Графит стенок трубки, прилегающих к профилю, также быстро разогревается, его инфракрасное излучение начинает разогревать платформу и соседние участки графита профиля. 2 17613 1 2013.10.30 Соответственно, платформа разогревается быстрее, чем при использовании прототипа,тем самым повышается чувствительность измерений. Рассмотрим численный пример, характеризующий экономию графита, при изготовлении заявляемого атомизатора. Пусть длина атомизатора составляет 28 мм - принятый стандарт. Пусть далее ширина профиля по длине трубки составляет 10 мм, что примерно равно длине стандартной платформы для такого рода трубок. Диаметр трубки составляет 8 мм. Высоту прифиля примем равной толщине стенок трубки в 1 мм. Объем графита в профиле для прототипа равен (10 мм,8 мм). 2 3,142 3,141 2 3,142 / 4 103,141 / 4 10282,6 мм 3 . 1010282,6 4 4 Объем графита в профиле для заявляемого атомизатора можно приближенно рассчитать так 23,14531,4 мм. Пусть 10,257,85 мм. Тогда объем графита в профиле равен (1)110235,5 мм 3. Выигрыш в экономии массы будет равен 282,6/232,51,2 раза или 20 , что дает возможность при сохранении той же температуры снизить ток разогрева примерно на такую же величину. При уменьшении ширины профиля менее длины платформы будет снижаться долговечность атомизатора, поскольку пары кислот, которые концентрируются в верхней части трубки, быстрее разрушают более тонкую стенку трубки. Выбор ширины профиля равной длине трубки из-за возросшей массы графита приведет к снижению скорости разогрева при заданном токе. Для сохранения этой скорости потребуется больший ток, а это ухудшит такую характеристику атомизатора, как потребляемая мощность. Таким образом, выбор ширины внешнего профиля равной длине платформы в заявляемом атомизаторе обеспечивает сохранение долговечности при одновременном снижении потребляемого тока, чем и достигается положительный эффект. 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. 2. Атомизатор трубчатый фирмы ЗАО КАРБОТЕК (прототип). Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3