DE2304010A1 - BURNERS FOR CHEMICAL ANALYSIS - Google Patents
BURNERS FOR CHEMICAL ANALYSISInfo
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Description
PP.1110. Va/EVH. PP.1110. Va / EVH.
»r. ITcrliprt JVnI3 »R. ITcrliprt JVnI 3
VatevAsavaltVatevAsavalt
Anmelder: PYE LIMITFDApplicant: PYE LIMITFD
Akte No., PP 1110
Anmeldung vom; 26. Jan. 1973File No., PP 1110
Registration from; Jan. 26, 1973
Brenner für chemische Analyse,Chemical analysis burners,
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für eine Apparatur für chemische Analyse der Art, bei der eine Probe des zu untersuchenden Stoffes verbrannt wird und die Flamme, in der die Verbrennung stattfindet, einer optischen Analyse unterworfen wird.The invention relates to a burner for chemical analysis apparatus of the type in which a sample of the substance to be examined is burned and the flame in which the combustion takes place, an optical analysis is subjected.
Ein Beispiel eines derartigen Apparates ist ein atomares Absorptionsspektrophotometer, bei dem der Brenner und die Flamme dazu dienen, freie Atome der zu ermittelnden Probe zu liefern. Um zu sichern, dass die Gesamtempfindlichkeit des Instruments befriedigend ist und die Messergebnisse konsequent sind, ist es wichtig, dass die Lieferung von Atomen sowohl zwockmassig als auch regelmässdg vor sich geht.An example of such an apparatus is an atomic absorption spectrophotometer in which the burner and the flame serve to supply free atoms to the sample to be determined. To ensure that the overall sensitivity of the instrument is satisfactory and the measurement results are consistent, it is important that the delivery of Atoms both in a double and regular way.
309832/0926309832/0926
- 2 - pp. η 1 ο.- 2 - pp. Η 1 ο.
Die üblichste Form eines Brenners für ein atomares Absorptionsspektrophotometer enthält eine Brennerplatte, die im allgemeinen eine Rechteckform aufweist und verhältnirmiissiff dick ist. Die Brennerplatte kann einstückig sein oder aus zwei oder mehreren gesonderten Teilen zusammengesetzt sein. Ein in der Brennerplatte angebrachter Schlitz mit geraden Seitenflächen dient als Flammenöffnung und die Brennerplatte wird gewöhnlich auf einer Kammer geeigneter Batiart zur Aufnahme der Probe und des gasförmigen Brennstoffes angebracht.The most common shape of a burner for an atomic one Absorption spectrophotometer contains a burner plate that is generally rectangular in shape and has a relative ratio is thick. The burner plate can be in one piece or composed of two or more separate parts. A slot made in the burner plate with straight side surfaces serves as a flame opening and the burner plate is usually placed on a chamber suitable for recording the sample and the gaseous fuel attached.
Im allgemeinen wird ein Brenner in Form einer Platte bevorzugt, weil dieser besser als anders aufgebaute Brenner einen flächenartigen Gasstrom durch die Flammenöffnung liefern kann. In der Praxis wirkt dieser Typ Brenner nicht völlig befriedigend, weil in dem an die untere Fläche der Brennerplatte grenzenden Gebiet des Schlitzes Wirbelströme auftreten können, wodurch in der Strömung des aus der Probe und dem Brennstoff bestehenden Gases durch die Oeffnung Schwankungen auftreten können und beim Ansaugen von Proben in hohen Konzentrationen die Probe an der betreffenden Stelle niederschlagen kann, wodurch die Flammenöffnung blockiert werden kann.In general, a burner in the form of a plate is preferred because it is better than other burner designs can deliver a planar gas flow through the flame opening. In practice, this type of burner is not entirely effective satisfactory because eddy currents occur in the area of the slot adjacent to the lower surface of the burner plate can, as a result of which fluctuations in the flow of the gas consisting of the sample and the fuel through the opening can occur and when samples are drawn in in high concentrations precipitate the sample at the relevant point which can block the flame opening.
Die Erfindung hat den Zweck, einen verbesserten llrennorThe purpose of the invention is to provide an improved llrennor
eine
in Form einer Platte für/Apparatur für chemische Analyse zu
schaffen, bei dem die Neigung zum Auftreten von Wirbelströmeri
in dem an die untere Oberfläche der Platte grenzenden Gebiete der Flammenöffnung geringer ist.one
in the form of a plate for / apparatus for chemical analysis in which the tendency for eddy currents to occur in the area of the flame opening adjacent to the lower surface of the plate is less.
eine
Ein Brenner für/Apparatur für chemische Analyse mitone
A burner for / apparatus for chemical analysis with
einer Brennerplatte mit einer Flammen öffnung, dio aus c-:iivem Kanal in· Form eines Schlitzes besteht, der ;;:i ch von ('er ιΊκι<·a burner plate with a flame opening, dio from c-: iivem Channel in the form of a slot which ;;: i ch from ('er ιΊκι <
30 9 832/092630 9 832/0926
- 3 - I3P. 1110.- 3 - I 3 P. 1110.
230A010230A010
Fläche bis zu der unteren Fläche der Brennerplatte erstreckt, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Kanals in einem Schnitt in einer zu der Grösstabmessung des Schlitzes senkrechten Ebene ein Profil aufweisen, das sich von einem an die untere Fläche der Brennerplatte grenzenden Brennstoffzufuhrgebiet her nach innen verjüngt, wobei dieses Profil wenigstens teilweise die Form eines Bogens eines Kreises aufweist, dessen Mittelpunkt auf einer zu der Längsachse des Schlitzes parallelen Achse liegt.Surface extends to the lower surface of the burner plate, is characterized according to the invention, that the walls of the channel in a section in one to the largest dimension of the slot perpendicular plane have a profile that is adjacent to one of the lower surface of the burner plate Fuel supply area tapers inwards, this Profile has at least partially the shape of an arc of a circle, the center of which is on a to the longitudinal axis of the slot is parallel axis.
Durch das Anbringen dieses Profils werden die Wirbelströme in dem an die untere Fläche der Brennerplatte grenzenden Gebiet des Schlitzes auf ein Mindestmass beschränkt und wird somit das Niederschlagen von von der Probe herrührendem Material herabgesetzt.By attaching this profile, the eddy currents in the bordering the lower surface of the burner plate The area of the slot is limited to a minimum and thus prevents the precipitation of material originating from the sample Material reduced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die unteren Ränder des Schlitzes ein Profil auf, das durch einen Kreisbogen mit einem Radius von mindestens 3 mm bestimmt wird.In a preferred embodiment, the lower edges of the slot have a profile that is defined by an arc of a circle is determined with a radius of at least 3 mm.
Die Erfindung wird nachstehend für ein AusfUhrungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below for an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 teilweise blockschematisch ein atomares Absorptions spektropho tome t er ,Fig. 1 is a partially block diagram of an atomic absorption spectropho tome t he,
Fig. 2 schaubildlich eine Brennerplatte eines Brenners nach der Erfindung,Fig. 2 is a perspective view of a burner plate of a burner according to the invention,
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, undFig. 3 shows a cross section along the line III-III in Fig. 2, and
Pig. k die Umrisse des in Fig. 3 gezeigten Teiles zum Angeben der wichtigsten Abmessungen.Pig. k the outlines of the part shown in Fig. 3 for indicating the most important dimensions.
3098 3 2/09263098 3 2/0926
- 4 - PP.1110.- 4 - PP.1110.
Fig. 1 zeigt im grossen Ganzen ein atomares Spektrophotometer, das eine Vernebelungsvorrichtung 10, eine Nebelkammer 11 und einen Brenner 12 enthält, Der Vernebelungsvorrichtung 10 wird aus einem Zylinder 13 komprimierte Luft und aus einem Gefäss 14 eine Lösung der Probe zugeleitet. Brennstoff* und Zusatzluft werden über die gemeinsame Leitung 17 aus Zylindern 15 und 16 zugeführt. Das Brennstoff-Luft-Gemisch und die zerstäubte Lösung der Probe werden in der Nebelkammer miteinander gemischt und das erhaltene Gemisch wird dem Brenner 12 zugeführt, der eine analytische Flamme 18 liefert, in der das Lösungsmittel der Probenlösung verdampt und die Probe in Dampfform gebracht wird.Fig. 1 shows, on the whole, an atomic spectrophotometer comprising a nebulizing device 10, a mist chamber 11 and includes a burner 12, the nebulizer 10 is composed of a cylinder 13 and compressed air A solution of the sample is fed from a vessel 14. Fuel* and additional air are supplied from cylinders 15 and 16 via the common line 17. The fuel-air mixture and the atomized solution of the sample are mixed together in the mist chamber and the resulting mixture becomes the Burner 12 supplied, which supplies an analytical flame 18, in which the solvent of the sample solution evaporates and the sample is brought into vapor form.
Strahlung aus einer Quelle 20 liefert ein Strahlungsbündel mit einer oder mehreren charakteristischen Spektrallinien. Das von der Quelle 20 ausgesandte Strahlungsbündel wird fokussiert und durch die Flamme 18 hindurch, die den Dampf der Probenlösung enthält, in der sich eine unbekannte Menge des zu untersuchenden Stoffes befindet, einem Monochromator 21 zugeleitet. Gewisse Spektrallinien werden von dem Dampf der Probe aus dem Strahlungsbündel absorbiert, was auf das Vorhandensein eines bestimmten Elements in der dampfförmigen Lösung hindeutet, wenn das Strahlungsbündel eine spezifische Wellenlänge aufweist, die in einer gewissen Beziehung zu der Energie steht, die benötigt wird, um Atome des Dampfes aus ihrem Ausgangszustand bis zu dem Pegel der Resonanzenergie zu erregen.Radiation from a source 20 provides a radiation beam with one or more characteristic spectral lines. The radiation beam emitted by the source 20 is focused and passed through the flame 18, which the Contains vapor of the sample solution, in which there is an unknown amount of the substance to be examined, a monochromator 21 forwarded. Certain spectral lines are absorbed by the vapor of the sample from the radiation beam, what indicates the presence of a certain element in the vaporous solution when the radiation beam has a specific wavelength that is within a certain It relates to the energy that is required to move the vapor from its initial state up to the level of the atoms To excite resonance energy.
Durch Einstellung des Monochromators 21 auf die Wellenlänge der absorbierten Spektrallinien wird ein BündelBy setting the monochromator 21 to the wavelength of the absorbed spectral lines, a bundle is created
309832/0926309832/0926
- 5 - PP;1110.- 5 - PP; 1110.
einer Strahlung mit einer geringen Bandbreite um die Wellenlänge herum erhalten. Das erhaltene Strahlungsbündel wird auf eine strahlungsempfindliche Vorrichtung 22 gerichtet, die ein Ausgangssignal liefert, das von einem Verstärker verstärkt und einem Messer 24 zugeführt wird, der die Stärke der aus dem Monochromator 21 heraustretenden Strahlung angibt. Das Mass der Absorption von Strahlung einer bestimmten Wellenlänge kann dadurch gemessen werden, dass der Wert, der .vom Messer 24 angezeigt wird, wenn unbekannte Proben in die Flamme 18 gebracht werden, mit dem Wert verglichen wird, der angezeigt wird, wenn keine Probe in die Flamme 18 gebracht wird,a radiation with a narrow bandwidth around the wavelength. The radiation beam obtained is directed to a radiation sensitive device 22 which provides an output signal that is from an amplifier amplified and fed to a knife 24 which indicates the strength of the radiation emerging from the monochromator 21. The degree of absorption of radiation of a certain wavelength can be measured by the value that . is indicated by the knife 24 when unknown samples are in the Flame 18 is compared with the value that is displayed when no sample is brought into flame 18,
Die Bauart eines Brenners 12 nach der Erfindung wird nun an Hand der Fig, 2,· 3 und 4 beschrieben. In Fig. 2 besteht eine im allgemeinen mit 1 bezeichnete Brennerplatte aus zwei einander gleichen Teilen 2 und 2', die durch Schrauben 3 und 3' zusammengehalten werden. Die beiden Teile werden durch Distanzglieder 4 und 4· in einem gegenseitigen Abstand gehalten, wobei die inneren Enden 8 bzw. 81 dieser Distanzglieder die Grosse der entstandenen langgestreckten Flammenöffnung 5 begrenzen. Die Brennerplatte 1 ist auf einem Gusstück oder Kanal 19 nach Fig. 1 angebracht, das oder der zum Zuführen gasförmigen Brennstoffes und vernebelter Probenlösung zu der Flammenöffnung.5 dient. Die analytische Flamme entsteht über die ganze Länge der Mündung der Oeffnung 5·The construction of a burner 12 according to the invention will now be described with reference to FIGS. In Fig. 2, a burner plate, generally designated 1, consists of two identical parts 2 and 2 'which are held together by screws 3 and 3'. The two parts are held at a mutual distance by spacer members 4 and 4, the inner ends 8 and 8 1 of these spacer members limiting the size of the elongated flame opening 5 formed. The burner plate 1 is attached to a cast piece or channel 19 according to FIG. 1, which serves to supply gaseous fuel and nebulized sample solution to the flame opening.5. The analytical flame arises over the entire length of the mouth of the opening 5
Die Ränder 6 und 61 der Teile 2 und 2' sind mit einem derartigen Radius ausgeführt, dass Wirbelströme in dem Gemisch aus gasförmigem Brennstoff und Probe, das unter Druck der Flammenöffnung 5 zugeführt wird, auf ein Mindestmass beschränktThe edges 6 and 6 1 of the parts 2 and 2 'are designed with such a radius that eddy currents in the mixture of gaseous fuel and sample, which is supplied to the flame opening 5 under pressure, are limited to a minimum
309832/0926309832/0926
- 6 - PP.1110-- 6 - PP.1110-
werden und der Transport der vernebelten flüssigkeitsartigen Probe durch die Oeffnung 5 begünstigt wird. Durch das Fehlen eines rechteckigen an die untere Fläche 7 der Brennerplatte grenzenden Profils wird das Niederschlagen von Probenmaterial in diesem Gebiet und infolgedessen auftretende Blockierung der Oeffnung 5 beim Ansaugen einer stark konzentrierten Probenlösung auf ein Mindestmass beschränkt.be and the transport of the nebulized liquid-like Sample through the opening 5 is favored. Because of the lack of it a rectangular one to the lower surface 7 of the burner plate bordering profile will be the precipitation of sample material in this area and consequent blockage the opening 5 when sucking in a highly concentrated sample solution limited to a minimum.
Die in Form eines Bogens mit einem bestimmten Radius verlaufenden Ränder 6 und 61 der Flammenöffnung 5 erstrecken sich über nahezu die ganze Länge der Flammenöffnung 5· Die inneren Enden 8 und 8· der Distanzglieder h und kx werden vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Oeffnung 5 auch in der Längsrichtung ein sich nach innen verjüngendes Profil aufweist. The edges 6 and 6 1 of the flame opening 5, which run in the form of an arc with a certain radius, extend over almost the entire length of the flame opening 5. The inner ends 8 and 8 of the spacers h and k x are preferably designed in such a way that the opening 5 also has an inwardly tapering profile in the longitudinal direction.
Ein Brenner mit der Bauart nach der Erfindung zum Verbrennen eines Gemisches von Luft und Acetylen wies die folgenden Brennerplattenabmessungen auf (siehe Fig. h): A burner of the type according to the invention for burning a mixture of air and acetylene had the following burner plate dimensions (see Fig. H):
1 = 6,35 am1 = 6.35 am
s= 0,61 mms = 0.61 mm
r = 12,7 mmr = 12.7 mm
h = 12,45 mmh = 12.45 mm
χ = 3»O5 nun.χ = 3 »O5 now.
Die Länge der Flammenöffnung 5 betrug 100 mm.The length of the flame opening 5 was 100 mm.
Ein Brenner zum Verbrennen von Stickstoffmonoxyd und Acetylen, der gleichfalls eine erfindungsgemässe Bauart aufwies, hatte die folgenden Abmessungen:A burner for burning nitric oxide and acetylene, which also had a design according to the invention the following dimensions:
309832/0926309832/0926
- 7 - .PP.1110-- 7 - .PP.1110-
1 = 5,1 mm1 = 5.1 mm
s = 0,56 mms = 0.56 mm
r . sf 12, 7 mmr. sf 12.7 mm
b = 12,45 mmb = 12.45 mm
χ = 2,03 nun.
Die Länge der Flammenöffnung 5 betrug 50 mm.χ = 2.03 now.
The length of the flame opening 5 was 50 mm.
Im allgemeinen wird die Breite s der Oeffnung 5 zwischen 0,35 und 0,76 mm und die Dicke Ii der Platte zwischen k,5 mm und 26 mm liegen. Um einen flächenartigen Strom zu erhalten, müssen die folgenden Beziehungen berücksichtig werden:In general, the width s of the opening 0.35 to 0.76 mm and the thickness of the plate between Ii k, 5 mm and 26 mm are. 5 In order to obtain a planar flow, the following relationships must be taken into account:
,. . „ . _ ^, hin.
X^ 1,5 s und 1 ^T ^j-,,. . ". _ ^, go.
X ^ 1.5 s and 1 ^ T ^ j-,
und un eine möglichst grosse Verbesserung der Wirkung des Brenners zu erhalten, muss der Radius des bogenförmigen. Teiles des Profils der Oeffnung grosser als 3 mm sein. Die Abmessung x soll höchstens gleich der Abmessung r_ sein. Um den Uebergang zwischen den bogenförmigen und geraden Teilen der Oeffnung 5 möglichst fliessend verlaufen zu lassen, muss der Kreis, von dem der Bogen einen Teil bildet, der geraden Teil berühren.and to improve the effect of the burner as much as possible To get it needs to be the radius of the arcuate one. Part of the profile of the opening must be larger than 3 mm. The dimension x should at most be equal to the dimension r_. To the transition between the curved and straight parts of the opening 5 must run as smoothly as possible, the circle of which the arch forms a part that touch the straight part.
Es dürfte einleuchten, dass nach der Erfindung ein äusserst einfacher, aber befriedigend wirkender Brenner für Apparatur für chemische Analyse erhalten wird, dadurch, dass Wirbelströme und Niederschlagen der Probe in dem an die untere Fläche der Oeffnung der Brennerplatte grenzenden Gebiet der Flammenöffnung herabgesetzt werden. Die Anwendung einer Brennerplatte gemäss der Erfindung bei einem übrigens auf übliche Weise ausgebildeten Instrument ergab Verbesserung der Empfindlichkeit des Instruments um einen Faktor 2 und bewirkte odiie entsprechende Verbesserung dor Genauigkeit desIt should be evident that, according to the invention, an extremely simple but satisfactory burner for Apparatus for chemical analysis is obtained by causing eddy currents and precipitation of the sample in the to the Lower surface of the opening of the burner plate bordering the area of the flame opening can be reduced. The application of a Incidentally, burner plate according to the invention at one Customarily designed instrument resulted in improvement in the sensitivity of the instrument by a factor of 2 and caused the corresponding improvement in the accuracy of the
309 8 3 2/0926309 8 3 2/0926
-'8 - PP.1110.-'8 - PP.1110.
Instruments im Vergleich zu der Leistung desselben Instruments bei Anwendung einer Brennerplatte mit einer Flammendffnung mit geraden Seitenflächen,Instruments versus the performance of the same instrument when using a burner plate with a flame opening with straight sides,
Obgleich die Erfindung an Hand eines Brenners mit einer Brennerplatte, die aus zwei durch geeignete Distanzglieder voneinander getrennten Teilen zusammengestzt ist, beschrieben wurde, kann die Erfindung auch bei Brennerplatten angewandt werden, die auf andere Weise, z.B. durch Zerspanung eines einzigen Stückes Material oder durch ein Gussverfahren, hergestellt sind. Ein Brenner, bei dem die Erfindung angewandt wird, kann auch bei einer anderen Apparatur für chemische Analyse als atomaren Absorptionsspektrophotömetern" verwendet werden.Although the invention is based on a burner with a burner plate, which consists of two by suitable spacers separate parts is put together, has been described, the invention can also be used for burner plates are used in other ways, e.g. by machining a single piece of material or by a casting process, are made. A burner to which the invention is applied can also be used in chemical analysis apparatus other than atomic absorption spectrophotometer " will.
309837/0926309837/0926
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| OGA | New person/name/address of the applicant | ||
| OHN | Withdrawal |