Трубчатый атомизатор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(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, содержащий графитовую трубку с отверстием для подачи пробы и симметрично расположенные в торцах трубки и по окружности трубки контакты для подвода электрического тока, попарно связанные между собой перемычкой, при этом каждый контакт выполнен не менее чем из двух частей, разделенных промежутками между ними, суммарная длина каждой части и длина промежутков между ними, измеренных по окружности трубки, не превышает длины окружности трубки, а суммарная ширина частей контактов с одной стороны трубки определена из выражения 0,05 трубкиширинатрубки,где ширина - суммарная ширина частей контактов, трубки - длина трубки. Фиг. 1 Изобретение относится к области атомно-абсорбционной спектрофотометрии и предназначено для использования в атомно-абсорбционном анализе и спектральном приборостроении. 17115 1 2013.06.30 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. Поставленная задача достигается тем, что в трубчатом атомизаторе, содержащем графитовую трубку с отверстием для подачи пробы и симметрично расположенные в торцах и по окружности трубки контакты для подвода электрического тока, попарно связанные между собой перемычкой, каждый контакт выполнен не менее чем из двух частей, разделенных промежутками между ними, суммарная длина каждой части и длина промежутков между ними, измеренных по окружности трубки, не превышает длины окружности трубки,а суммарная ширина частей контактов с одной стороны трубки определена из выражения 0,05 трубкиширинатрубки,где ширина - суммарная ширина частей контактов,трубки - длина трубки. 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 контакты с одной стороны трубки связаны между собой перемычкой. 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 процесс ее разогрева начинается следующим образом. 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 меньшая по сравнению с промежутком 4, расположенным в верхней или нижней части трубки 1. 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 С-600, являющийся прототипом, при длине 10 мм имеет ширину кольцевых контактов порядка 1,5-2 мм при высоте контакта 2 17115 1 2013.06.30 порядка 1,5 мм, при этом толщина стенок трубки не превосходит 0,6-0,7 мм. Разогрев начинается не со стенок трубки, а с узких контактов, что и обусловливает появление неизотермичной зоны. Разогрев других частей трубки за счет узкой зоны инфракрасного излучения слабый. Продольную длину промежутков 4 в заявляемом 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 промежутков 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 примерна равно 10,5 мм. Суммарная длина контактов и промежутков между ними в заявляемом изобретении не превышает длины окружности трубки, если измерять по ее поверхности. Минимальная суммарная ширина контактов с одной стороны не менее 0,05 трубки, где трубки - длина трубки. При этой ширине контактов плотность тока находится на грани,при которой происходят разрушение контактов и резкое сокращение срока службы атомизатора. Максимальная суммарная ширина контактов с одной стороны не превышает трубки. При увеличении ширины контактов свыше указанного значения края контактов выступают за пределы длины трубки, поэтому нагрев краев контактов электрическим током не производится и возникает неизотермичность атомизатора по длине трубки. Кроме того, растет масса графита, который не используется в атомизаторе. С целью повышения механической прочности атомизатора контакты 3 попарно, с одной стороны трубки, связаны между собой перемычкой 5, выполненной, например, из графита (фиг. 3). Экспериментально, посредством измерения температуры трубки пирометром установлено, что разделение контактов 3 на 2 при длине каждого контакта порядка 4 мм и длине промежутков примерно 10 мм, ширине контакта 3, равной 3 мм, обеспечило снижение неизотермичности примерно в 1,8 раза, при этом скорость разогрева по сравнению с прототипом возросла примерно в 1,45 раза. Эксперимент проводился при значении тока,примерно равном 190 . Кроме того, за счет снижения разности температур в центре и по краям трубки, при ее меньшей абсолютной величине, долговечность атомизатора повышена примерно на 2530 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. 2. Атомно-абсорбционный спектрометр С-600 - ОАО . Кювета для жидких проб для спектрофотометра С-600. ООО фирма ЛЭГ, 1994 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4