DE3042631A1 - Verfahren und vorrichtung zum untersuchen von proben mittels flammenloser atemabsorptionsmessung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum untersuchen von proben mittels flammenloser atemabsorptionsmessung

Info

Publication number
DE3042631A1
DE3042631A1 DE19803042631 DE3042631A DE3042631A1 DE 3042631 A1 DE3042631 A1 DE 3042631A1 DE 19803042631 DE19803042631 DE 19803042631 DE 3042631 A DE3042631 A DE 3042631A DE 3042631 A1 DE3042631 A1 DE 3042631A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sample
atomization
sample space
atomic
cloud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803042631
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus-Richard Dr. 2000 Hamburg Sperling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPERLING KLAUS RICHARD DR
Original Assignee
SPERLING KLAUS RICHARD DR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SPERLING KLAUS RICHARD DR filed Critical SPERLING KLAUS RICHARD DR
Priority to DE19803042631 priority Critical patent/DE3042631A1/de
Publication of DE3042631A1 publication Critical patent/DE3042631A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/74Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using flameless atomising, e.g. graphite furnaces

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Untersuchen von Proben
  • mittels flammenloser Atomabsorptionsmessung Die terliegeude Erfindung knUpft au iie in den Schriften P 2419 936.8 und 25 17 163.5 be..kr,iebenen Erfindungen an. Sie betreffen die UntersueBun6 von Proben mittels flammenloser Atoma-bsorptionsmessung, bei welcher die Probe in einem mit optisch -durchlassigem Fenster verschlossenen rohrförmigen Probenraum durch elektrische Aufheizung auf hohe Temperaturen zu einer Atomwolke atomisiert und ein Meßstrahlenbündel durch die Atomwolke hindurchgeleitet wird.
  • Bei diesen Untersuchungen hängt die Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit der Messung entscheidend davon ab, wie schnell die gesamte Probe atomisiert wird und wie lange im Vergleich- dazu die Atomwolke im Strahlengang festgehalten werden kann. Jedes freigesetzte Atom wird infolge Gasströmung und Thermodiffusion sehr schnell aus dem Rohr hinausgetrieben.
  • Die mittlere Verwei.lzeit im Rohr dafür ist kürzer als die Zeitspanne>, die zur vollständigen Atomisierung der Probe benötigt wird, so das sich niemals alle Atome gleichzeitig im Strahlengang befinden und somit niemals die maximal mögliche Extinktion erreicht wird (vergl. DT-OS 2 219 1.91). Wird das successive Entstehen der Atomwolke durch eine Fremdstoff-Matrix zusätzlich behindert, so verschlechtert sich außerdem die Reproduzierbarkeit der Messungen beträchtlich. Dies führt in de.r Umweltanalytik zu beträchtlichen Schwierigkeiten, denn die zu bestimmenden Schwermetalle finden sich in.außerordentlich geringer Konzentration in ei-ner sehr komplexen Probenmatrix.
  • Anreicherungs- und Trennverfahren aber sind wegen der damit verbundenen Kontaminationsge-fahren kaum noch beherrschbar.
  • In den Schriften P 24 19 936 und 25 17 163 werden Lösungen beschrieben, die im wesentlichen folgende Merkmale aufweisen: - Die Atomwolke wird möglichst spontan gebildet (kleiner Heizkörper) - Sie kann sich in einem größeren, den Meßstrahl umschließenden Probenraum ausbreiten.
  • - Dieser Probenraum ist zum Zeitpunkt der Atomisierung bereits vorgeheizt. (Andernfalls würde eine Rekondensation an den Wandungen stattfinden.) Ein Aufheizen des Probenraums zum gleichen Zeitpunkt, in dem die Atomisierung stattfindet, würde bewirken, daß sich das dort befindliche Gas ausdehnt und teilweise das Rohr verläßt, wobei die sukzessiv entstehende Atomwolke mitgerissen würde.
  • - Der Probenraum besteht aus hitzebeständigem Material (z.B. Quarz oder Graphit).
  • - Er ist bei einem Durchmesser von ca. 1 cm relativ lang (z.B. 5-15 cm), und einseitig mit einem Quarzfenster verschlossen. (Hierdurch soll zum einen der Weg der Atomwolke bis zur Rohröffnung möglichst lang ausfallen. Zum anderen soll das Hineingreifen von Luftströmungen in das Rohr verhindert werden, die sich am Rande durch Aufheizen, Ausdehnung und Aufsteigen von Luft ausbilden können.
  • - Eine sehr langsame Schutzgasströmung vom Quarzfenster zur Uffnung hin soll eine Ausbreitung der Atomwolke zum Fenster hin und ihre Rekondensation dort verhindern.
  • Die Verwirklichung der in den Schriften P 24 19 936 und 25 17 163 beschriebenen Lösungen bereitete aus folgenden Gründen Schwierigkeiten: - Die Übergänge zwischen Atomisierungs- und Probenraum müssen trotz großer Temperaturunterschiede "dicht" sein.
  • - An den übergangsstellen dürfen sich während und unmit.telbar nach der Atomisierung keine kalten Stellen befinden, da dort eine Rekondensation der Atomwolke zu bef-ürchten wäre.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hierfür Lösungen zu finden.
  • Die gefundenen erfindungsgemäßen Lösungen werden im folgenden anhand der Zeichnungen Fig. 1 - 5 erläutert. Alle Zeichnungen zeigen einen schematischen Axi-alschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten, den Meßstrahl (1) umschließenden, rohrförmigen Probenraum . (2) welcher einseitig mit einem temperaturbeständigen Fenster (3) (z.B. aus Quarz) verschlossen ist. Der Probenraum besteht aus einem hochtemperaturbeständigen, elektrisch leitenden Material (z.B. Tantal oder Graphit). Ein Schutzgasstrom tritt durch eine Uffnung (oder mehrere Uffnungen (4))in der Nähe des Quarzfensters ein und verläßt das Rohr am entgegengesetzten Ende.
  • In Fig. 1 wird der Probenraum durch einen elektrischen Ströme fluß durch das Rohr (2) und die abschließenden, konusförmigen, elektrisch leitenden Halterungen (7) beheit. Dabei bildet sich in dem Probenraum ein Temperaturprofil mit zu den Risdets hin stark abfallenden Temperaturen aus: Die sus r durch tie Öffnut 5 eingeführte Probe soll bei den dort herrschenden Temperaturen gerade noch nicht atomisiert werden. Das A.ufheizen auf eine die Atomisierung bewirkende Temperatur geschieht über einen zweiten Stromkreis, der z.B.. über die Graphitstäbe (6) geschlossen wird und um (5) herum eine sehr kleine Zone s-tark und schnell aufheizt. Die Graphitstäbe sind so geschliffen, daß eine innige Berührung mit dem Rohr erfolgt.
  • Fig. 2 zeigt eine Lösung, die sich nur in folgendem.von der in Fig. 1 beschriebenen unterscheidet: Das Aufheizen auf eine die Atomisierung bewirkende Temperatur gesctieht durch einen Stromkreis, der über einen sehr schmalen -elektrisch l-e-itenden Stab (z.B. aus Graphit) (z.B. ca. 1 mm) geführt.wird, der das Rohr gerade an derjenigen Stelle berührt, wo sich die eingeführte Probe befindet.
  • Als Gegenelektrode kämen beliebige andere,großflächigere Kontakte für das Probenrohr in Frage. Vorteilhaft ist z.B.
  • der bereits für den anderen Heizkreis dienende Konus (7) auf der Quarzfensterse.ite. - Der Vorteil der hier beschriebenen Lösung läge u.a. dar.in, daß die für die Atomisierung extra.
  • aufzuheizende Zone außerordentlich klein sein könnte. Vor der Atomisierung könnte sogar eine Kühlung bewirkt werden (durch Kühlung des Stabes 6). Weiterhi-n sind für dieses Verfahren nur noch sehr kleine Ströme erforderlich und könnte mit relativ bescheidenem Aufwand erfolgen.
  • Die in Fig. 2 gezei.gte Lösung ist im Prinzip auch bei den in Fig. 3 - 5 beschriebenen Ausführungen anwendbar. Sie kann auch mit Verdickungen und Vertiefungen an der Wand zur Aufnahme zum Zusammenhalt der Probe Und ihrer spontanen Atomisierung kombiniert werden.
  • Die in Fig. 3 gezeigte Ausführung unterscheidet sich von der in Fig. 1 beschriebenen nur dadurch, daß die Aufheizung des Probenraumes indirekt über eine isolierte Heizwiklung (7) (statt direkt durch einen Stromkreis über die Konusse (7) und das Graphitrohr (2) in Fig. 1) erfolgt. Dies hätte folgende Vorteile: - Es bedürfte keiner großen Ströme (bei niedriger Spannung) wie bei der direkten Heizung. Diese Lösung würde deshalb wesentlich weniger aufwendig.
  • - Die Aufheizung erfolgte im ganzen Rohr gleichmäßig.
  • Eine Fig. 2 entsprechende Lösung würde hier eine großflächige Gegenelektrode an beliebiger Stelle, vorzugsweise an den Rohrenden erfordern.
  • Die in Fig. 4 beschriebene Ausführung knüpft an die in der Schrift. 25 17 163 gezeigten an. Dabei erfolgt die Atomisierung in einem kleinen separaten Raum (8) außerhalb des Meßstrahls (1) Dieser kann z.B. durch Aushöhlung eines Gråphitstabes (6 aus Fig. 1) entstehen. Die aus den in.(5) eingeführten Probe entstehende Atomwolke wird durch einen Gasstrom (durch 10) über eine seitliche Uffnung des Probenraums. (9) in diesen übergeführt. Statt aus einem ausgehöhlten Graphitstab kann die Atomisierungskammer auch aus einem kleineren, bei 10 verschlossenem Rohr bestehen. Als Gegenelektrode kommen wieder entweder ein zweiter Graphitstab ((6) wie in Fig. 1) oder gemäß der Beschreibung zu Fig. 2 einer der Endkonen (7) in Frage.
  • Die in Fig. 5 beschriebene Ausführung entspricht der in Fig. 4 beschriebenen mit dem Unterschied., daß hier wieder eine indirekte Beheizung des Probenraumes durch eine Heizwicklung (7) erfolgt. (Die Vorteile sind bereits in Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert.) Entsprechend der in Fig. 2 beschriebenen Lösung kann auch der Atomisierungsraum indirekt beheizt werden. Die Atomisierung erfolgt dann über einen schmalen Graphitstab, welcher wiederum nur die Außenwa.nd des. Atomisierungsraumes an jener Stelle berührt, wo sich die Probe befindet.
  • Alle hier aufgezeigten Lösungen weisen folgende gemeinsame Merkmale auf: 1. Die Aufhei.zung des Probenraumes und die Atomisierung der Probe geschehen über zwei voneinander getrennte Stromkreise..
  • 2. Der Probenraum besteht aus einem elektrisch leitenden Material (z.B. Graphit).
  • 3. Der für di.e Atomisierung.aufzuheizende Bereich ist.sehr viel -kleiner als der gesamte Probenraum.
  • 4. Vor Anlegen der Atomisierungsspanhung ist der die Atomwolke später auf nehmende Probenraum wärmer als die Atomisierungszone. Dieser Effekt kann ggf. durch Kühlung der.
  • Stromzuführung (6) vergrößert:.werden.
  • Alle übrigen Merkmale entsprechen den in den Schriften 24 19 936 und 25 17 163 beschriebenen.
  • Die erfindungsgemäßen Verbesserungen betreffen nun nicht allein die in den Schriften 24 19 936 und 25 17 163 beschriebenen Vorrichtungen, sondern auch die klassische Graphitrohrtechnik. Dies soll anhand von Fig. 6 erläutert werden: Fig. 6 beschreibt ein klassisches Graphitrohr, welches durch einen Strom so hoch aufgezeigt wird, daß die bei (5) eingeführte Probe atomisiert und im Meßstrahl (1) vermessen wird. Dabei ist es unerheblich, ob diese Atomisierungszelle Quarzfenster (3) besitzt oder nicht, und wie die Gasströme geführt werden. Eine erfindungsgemäße Lösung bestünde darin, daß die eigentliche Atomisierung in einem zweistufigen Prozeß'abliefe. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß entsprechend Fig. 2 die Atomisierung durch einen zweiten Stromkreis über eine angelegte Graphitstabelektrode (6) erfolgt.
  • Aber auch die Ausbildung von (6) als zum Zwecke der Atomisierung fortnehmbarem Kühl körper hätte die gleiche Wirkung.
  • Die Anbringung von festen Eühlkörpern oder Rohrverdiclcungen hätte, wenn auch nicht so ausgeprägt, eine ebenfalls die Atomisierung verzöt¢»rnde Wirkung und ist deshalb als erfinungsgemäße Lösung zu betrachten. In das Rohr hineingelegte Schiffchen aber werden, da bereits bekannt, vom Anspruch ausgenommen, obwohl auch sie die toisierung verzögern können.
  • Neu und ebenfalls von die Atomisierung verzögernder und den Aufenthalt der Atomwolke verlängernder Wirkung wäre die Verlagerung des Atomisierungsortes von der Mitte des Proberohres zu dessen R-and hin- (Fig. 7), wenn die Gasbewegung vom Atomisierungsort zur Mitte hin erfolgt.
  • Leerseite

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Untersuchen von Proben mittels flammenloser Atomabsorpltionsmessung, bei welchem die Probe in einem rohrförmi glen Probenraum durch elektrische Aufheizung auf hohe Tempera-turen zu einer Atomwolke atomisiert und ein Meßstrahlenbündel durch die Atomwolke hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizung des den Meßstrahl (1) umgebenden Probenraumes (2) und die eigentliche Atomisierung durch zwei getrennte Stromkreise erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung zum Untersuchen von Proben mittels flammenloser Atom absorptio-nsmessung, bei welchem die Probe in einem rohrförmigen Probenraum durch elektrische Aufheizung auf hohe Temperaturen zu einer Atomwolke atomisiert und ein Meßstrahlenbündel durch die Atomwolke hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Atomisierung nach Vorheizen des.den Meßstrahl (1) umgebenden Probenraumes (2) dadurch erfolgt, daß ein von außen an die eigentliche Atomisierungszone angelegter Kühlkörper fortgenommen oder erwärmt wird.
  3. 3. Vorrichtung zum Untersuchen von Proben mittels flammenloser Atomabsorptionsmessung, bei welchem die Probe in einem rohrförmigen Probenraum durch elektrische Aufheizung auf hohe. Temperaturen zu einer Atomwolke atomisiert und ein Meßstrahlenbündel durch die Atomwolke hindurchgeleitet wird, dadurch gekenntzeichnet, daß die Atomisierung der Probe durch von außen an den Probenraum anqelegte Kühlkörper oder Rohrverdiokungen gegenüber dem Aufheizen des Probenraumes verzögert wird.
  4. 4. Vorrichtung zum Untersuchen von Proben mittels tlammenloser Atomabsorptionsmessung, bei welchem die Probe in einem rohrförmigen Probenraum durch elektrische Aufheizung auf hohe Temperaturen zu einer Atomwolke atomisiert und ein Meßstrahlenbünde-l durch die Atomwolke hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Atomisierung durch Verlagerung der Probenaufgabe zu einem Rohrende hin gegenüber dem Aufheizen des Probenraumes verzögert wird.
DE19803042631 1980-11-12 1980-11-12 Verfahren und vorrichtung zum untersuchen von proben mittels flammenloser atemabsorptionsmessung Withdrawn DE3042631A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803042631 DE3042631A1 (de) 1980-11-12 1980-11-12 Verfahren und vorrichtung zum untersuchen von proben mittels flammenloser atemabsorptionsmessung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803042631 DE3042631A1 (de) 1980-11-12 1980-11-12 Verfahren und vorrichtung zum untersuchen von proben mittels flammenloser atemabsorptionsmessung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3042631A1 true DE3042631A1 (de) 1982-06-16

Family

ID=6116578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803042631 Withdrawn DE3042631A1 (de) 1980-11-12 1980-11-12 Verfahren und vorrichtung zum untersuchen von proben mittels flammenloser atemabsorptionsmessung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3042631A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985004717A1 (en) * 1984-04-10 1985-10-24 Unisearch Limited Analytical furnace having preheating and constant temperature sections
DE3528439A1 (de) * 1985-08-08 1987-02-19 Bodenseewerk Perkin Elmer Co Graphitrohrkuevette fuer die flammenlose atomabsorptions-spektroskopie

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985004717A1 (en) * 1984-04-10 1985-10-24 Unisearch Limited Analytical furnace having preheating and constant temperature sections
DE3528439A1 (de) * 1985-08-08 1987-02-19 Bodenseewerk Perkin Elmer Co Graphitrohrkuevette fuer die flammenlose atomabsorptions-spektroskopie

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0053349B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen einer Probe in ein Graphitrohr bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie
DE2710861C3 (de) Verfahren zur Atomisierung von in einem Atomabsorptionsspektrometer zu untersuchenden Proben und Vorrichtung dieses Verfahrens
DD249765A5 (de) Küvette für die flammenlose Atomabsorptions-Spektroskopie
DD252249A1 (de) Vorrichtung zur elektrothermischen atomisierung
DE3042631A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum untersuchen von proben mittels flammenloser atemabsorptionsmessung
DE3876803T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektrothermischen atomisierung von proben.
EP0603814B1 (de) Plattform für einen querbeheizten, elektrothermischen Atomisatorofen zur Atomabsorptions-Spektroskopie
DE3217417C2 (de) Vorrichtung zum Atomisieren einer Probe bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie
DE3009794C2 (de) Vorrichtung zur Probeneingabe in ein Graphitrohr bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie und Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung
DE3586179T2 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die direkte probeeingabe in kolonnen, wobei die proben hochsiedende und/oder mittelfluechtige verbindungen enthalten.
DE2903246A1 (de) Verfahren zur anreicherung eines gesuchten elements aus einer loesung fuer die flammenlose atomabsorptions-spektroskopie
DE2225421C2 (de) Vorrichtung zum Atomisieren von Proben durch elektrische Beheizung für die flammenlose Atomabsorptions-Spektrometrie
DE4243766C2 (de) Anordnung für die elektrothermische Atomisierung, insbesondere für die Atomemissionsspektroskopie
DE2942395A1 (de) Dosiereinrichtung fuer die gaschromatorgraphie
DE1598914A1 (de) Flammenionisationskammer
DE2001700C3 (de) Verdampfer für ein Gerät zur Rammenlosen Atomabsorptions- oder Atomfluoreszenz-Analyse
DE19941874C2 (de) Elektrothermischer Ofen für ein Atomabsorptionsspektrometer
DE3729775C2 (de)
DE19728836C1 (de) Vorrichtung zur elektrothermischen Verdampfung zu bestimmender Probenbestandteile
DE3132638C2 (de)
DE19852390B4 (de) Analysenvorrichtung umfassend einen Gaschromatographen mit einer Säule und einen Pyrolysator sowie Block hoher Wärmeleitfähigkeit
DE2219617A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur untersuchung einer probe mittels flammenloser atomabsorptions-spektroskopie
DE916099C (de) Heizbarer Objekttraeger fuer Elektronenstrahlgeraete
DE307021C (de)
DE1614692C3 (de) Korpuskularstrahlapparat, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer eine Heizwicklung enthaltenden Objektpatrone

Legal Events

Date Code Title Description
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8141 Disposal/no request for examination