DE2537606A1

DE2537606A1 - Verfahren zum automatischen transportieren und injizieren einer fluessigkeitsprobe

Info

Publication number: DE2537606A1
Application number: DE19752537606
Authority: DE
Inventors: Adriaan Herman Hubert Van Abel; Richard Alexander George
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1974-09-02
Filing date: 1975-08-23
Publication date: 1976-04-01
Also published as: GB1526761A; US3981200A; DE2537606C3; DE2537606B2; FR2282935A1; NL7411605A; FR2282935B1; JPS5151388A

Description

PHN". 7701. Va/EVH.

4.8.1975.

■ f iarhnann

«„g vom» 21. Aug. 1975

Verfahren zum automatischen Transportieren und Injizieren einer Flüssigkeitsprobe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Transportieren und Injizieren einer Flüssigkeitsprobe mit Hilfe einer Injektionsnadel. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens sowie auf ein atomares Absorptionsspektrometer, das diese Vorrichtung enthält.

Es ist bekannt, die Injektionsnadel von Hand zu füllen und bei einer Vorrichtung für atomare Absorptionsspektroskopie den Inhalt (meist zwischen 1 und 100 /Ul Probeflüssigkeit) in Im Ofen zu spritzen, wobei Oeffnungen oder Ventile im '-. fengehäuse geöffnet und geschlossen werden müssen. Dieses Verfahren hat den

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Nachteil, dass kleine Unterschiede in der Lage, in der die Injektionsnadel im Ofen angeordnet wird, Aenderungen im Messergebnis herbeiführen.

Es ist in der atomaren Absorptionsspektrometrie üblich, eine Anzahl Vorgänge, wie das Programmieren des Temperaturverlaufes des Ofens, automatisch durchzuführen. Auch ist es bekannt, den Ofen automatisch und periodisch mit einer Probe des zu prüfenden Stoffes zu füllen. Bei dem aus der Zeitschrift "Analyst", Jahrgang 97, S.647-652 bekannten Verfahren wird die Flüssigkeitsprobe aus einer ersten Leitung mittels eines geeignet· ausgebildeten Schieberventils auf eine zweite Leitung übertragen, die über eine Quarzkapillare an den Ofen angeschlossen ist.

Mit dem inerten Tragergas Argon, das durch diese zweite Leitung fliesst, wird die Probe automatisch in den Ofen hineingeblasen. Das bekannte Verfahren eignet sich zur Prüfung von Proben, die kontinuierlich über das Schieberventil in die zweite Leitung eingeführt werden können. Das Verfahren eignet sich aber nicht zur Prüfung von Proben aus Flaschen, die sehr geringe Mengen an Probeflüssigkeit enthalten. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist der, dass die verhältnismässig geringe Menge Probeflüssigkeit durch ein verhältnismässig. langes Rohr hindurchgeblasen werden muss, bevor sie in

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den Of eaa ge langt. Beim Transport durch, dieses Rohr kann die Flüssigkeit koagulieren oder schäumen, was zur Folge hat, dass diedem Ofen zugeführten Proben schlecht reproduzierbar sind. Es kann ja Kreuzkontamination durch äusserst kleine Tropfen der Probeflüssigkeit auftreten, die im Rohr zurückbleiben.

Experimente haben weiter gezeigt, dass eine Injektionsnadel, von der wenigstens die Innenwand aus einem metallischen Material besteht, die Metallkonzentration der Probeflüssigkeit beeinflussen kann, wenn die Metallkonzentration in dieser Flüssigkeit einige Teile pro Million oder weniger beträgt. Das Ausmass der Beeinflussung hängt u.a. von dem zu analysierenden Element, von dem Säuregrad der Probe und von der Wahl des Metalls der Nadel ab. Im allgemeinen ist die Beeinflussung beträchtlich und ausserdem ist die Grosse des Effekts nicht reproduzierbar.

Es ist ferner unerwünscht, die Probeflüssigkeit an anderen Stellen als an der Innenwand der Injektionsnadel mit Metall, z.B. dem Metall des Zylinders oder des Kolbens der Injektionsspritze, in Berührung zu bringen. Beim Füllen der Injektionsspritze, also beim Verschieben des Kolbens der Injektionsspritze in einer Richtung, in der die Flüssigkeit in die Injektionsnadel*gesaugt wird, muss dafür gesorgt werden, dass die Flüssigkeit

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in der Injektionsnadel bleibt.

Auch muss die Flüssigkeitsprobe vollständig injiziert werden. Mit anderen Worten: in der Injektionsnadel soll kein Flüssigkeitstropfen hängen bleiben.

Die Erfindung bezweckt, die obengenannten

Nachteile zu beheben, bzw, die obengenannten Anforderungen zu erfüllen. Ein Verfahren nach der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die vollständige Injektion der Flüssigkeitsprobe dadurch bewirkt wird, dass, nachdem die normale Injektion stattgefunden hat, der Injektionsnadel ein inertes Gas durch die Wirkung eines Kolbens zugeführt wird, der in jeder Lage den Weg für den Durchgang des inerten Gases durch die Injektionsnadel frei lässt, deren Innenwand aus einem nichtmetallischen Material besteht.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Innenvolumen der Injektionsnadel grosser als das Volumen der Flüssigkeitsprobe ist, und dass eine das Inertgas liefernde Gasquelle über ein ^ventil mit der Injektionsnadel verbunden ist.

Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung nach Fig.

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Die in Fig. 1 gezeigte Injektionsspritze enthält einen Zylinder 12, einen Kolben 11 und eine Injektionsnadel 1. Zwischen dem Kolben 11 und dem Zylinder besteht ein gasdichter Verschluss. Die Nadel 1 kann ein ziemlich dickwandiges hohles Rohr aus Teflon oder einem anderen Material, das kein Metall ist, sein. Auch kann die Teflonnadel 1 eine verhältnismässig dünne Wand haben. In diesem Falle wird sie mit einem die Nadel eng umschliessenden Metallrohr 3 versteift, das seinerseits von einem Teflonrohr 2 umgeben ist. (Die Länge der Nadel soll ja nicht durch die geringe Steifigkeit des Materials der Nadel beschränkt werden). In beiden Fällen ist das Innenvolumen der Nadel grosser als das Volumen der Flüssigkeitsprobe, das z.B. 20 /Ul ist. Wenn die Spritze mit der zu prüfenden Flüssigkeit gefüllt wird, wird daher kein Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Kolben 11 und der Verbindung zwischen der Nadel 1 und dem Zylinder 12 gebildet.

Es soll verhindert werden, dass beim Entleeren der Nadel 1, somit bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 11, ein Tropfen der Flüssigkeit an der Nadel hängen bleibt. Nach einem Aspekt der Erfindung wird dazu die Injektionsspritze 10 mit einer (nicht dargestellten) Gasquelle über ein von einem Hubmagneten betätigtes Ventil _λ6 gekuppelt. Der tote Raum zwischen

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dem Ventil 6 und der Spritze 10 wird möglichst klein gehalten. Beim Füllen der Spritze 10 und beim Ueber— führen der Spritze in den Ofen 13 ist das Ventil 6 geschlossen. Die Spritze 10 wird in den Ofen 13 geführt und der Kolben 11 wird nach unten gedrückt. Der grösste Teil der Flüssigkeit wird aus der Nadel 1 herausgepresst. Der verbleibende Teil wird dadurch aus der Nadel herausgetrieben, dass das Ventil 6 geöffnet wird, so dass das Gas aus der Gasquelle diesen verbleibenden Teil aus der Nadel 1 herausbläst. Dann wird die Spritze 10 aus dem Ofen 13 herausgenommen. Diese Vorgänge werden automatisch, z.B. mit Hilfe eines in einem Speicher gespeicherten Programms gesteuert.

Die aus der Nadel 1 herausgepresste zu

prüfende Flüssigkeit wird in einen Tiegel aufgefangen, der' in der Mitte des Ofens 1'3 angebracht ist. Dieser Tiegel, der eine hohe Temperatur annehmen kann, muss vor Oxidation- geschützt werden. Es ist üblich, zu diesem Zweck ein inertes Gas durch den Ofen flies sen zu lassen. Auch ist es üblich, neue Flüssigkeit dadurch in den Tiegel einzuführen, dass ein Stöpsel in der Ofenwand entfernt wird. Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Stöpsel 8 eines aus einem Elastomer bestehenden Verschlusses verwendet, der in der Mitte, z.B. in Form eines Kreuzes 15» eingeschnitten iat (Fig. 2).

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Normalerweise ist der Stöpsel 8 geschlossen» Wenn die Injektionsspritze 10 nach unten, also in Richtung auf den Ofen 13, bewegt wird, wird ein Kontakt zwischen der Spritzleitung 7 und dem metallenen Tragring des Verschlusses 8 aus einer elastomeren Verbindung gebildet, so dass die Nadel 1 in bezug auf den Stöpsel 8 zentriert wird. Wenn die Spritzleitung 7 noch weiter nach, unten bewegt wird, werden die Klappen des Stöpsels 8 durch Druck geöffnet. Der Stöpsel 8 lässt die Nadel 1 durch, die einige Millimeter oberhalb des Tiegels im Ofen 13 automatisch zum Stillstand gebracht und dann entleert wird. Da der Stöpsel 8 die Nadel 1 automatisch in bezug auf den Tiegel zentriert, treten keine Abweichungen in den Messergebnissen auf, die auf eine veränderliche Lage der Nadel 1 in bezug auf den Tiegel zurückzuführen wären.

Ein"weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich bei der Vorbehandlung. Insbesondere wenn die Plussigkeitsprobe eine inhomogene Zusammensetzung aufweist, z.B. aus schmutzigem Plusswasser besteht, ist es notwendig, diese Probe vorher zu rühren..Dies erfolgt auf einfache Weise. Die Injektionsspritze wird in den die zu prüfende Flüssigkeit enthaltenden Behälter geführt. Das Gas aus der Gasquelle wird über das Ventil 6 und die in die Flüssigkeit eingetauchte Nadel 1

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< der Flüssigkeit zugeführt. Die Flüssigkeit wird von dem Gas in Rührung versetzt. Eine Probe der richtigen Zusammensetzung kann dann in die Nadel 1 aufgesaugt werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

lc) Verfahren zum automatischen Transportieren

und Injizieren einer Flüssigkeitsprobe mit Hilfe einer Injektionsnadel, dadurch gekennzeichnet, dass die vollständige Injekttion der Pittssigkeitsprobe dadurch bewirkt wird, dass, nachdem die normale Injektion stattgefunden hat, ein inertes Gas der Injektionsnadel durch die Wirkung eines Kolbens (ii) zugeführt wird, der in jeder Lage den Weg für den Durchgang des inerten Gases durch die Injektionsnadel frei lässt, deren Innenwand aus einem nichtmetallischen Material besteht, 2, ■ Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenvolumen der Injektionsnadel (i) grosser als das Volumen der Flüssigkeitsprobe ist, und dass eine das Inertgas liefernde Gasquelle über ein Ventil (6) mit der Injektionsnadel verbunden ist»

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsnadel eng von einem Metallrohr (3) umschlossen ist,

h» Atomares Absorptionsspektrometer, das eine

Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 enthält. 5· . Ofen für atomare Absorptionsspektrometrie, bei dem die Flüssigkeitsprobe mit Hilfe eines Injektionssystems nach Anspruch 2 oder 3 zugeführt wird, dadurch

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gekennzeichnet) dass die Zufuhr über einen aus einem Elastomer hergestellten Verschluss in der Wand des Ofens erfolgt, welcher Verschluss in der Mitte eingeschnitten ist.

6» Atomares Absorptionsspektrometer, das einen

Ofen nach Anspruch 5 enthält·

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