PL153895B1 - Emission spectrometer with the indication in the microwaves plasma - Google Patents
Emission spectrometer with the indication in the microwaves plasmaInfo
- Publication number
- PL153895B1 PL153895B1 PL26179886A PL26179886A PL153895B1 PL 153895 B1 PL153895 B1 PL 153895B1 PL 26179886 A PL26179886 A PL 26179886A PL 26179886 A PL26179886 A PL 26179886A PL 153895 B1 PL153895 B1 PL 153895B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- plasma
- emission spectrometer
- nebulizer
- indication
- resonator
- Prior art date
Links
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005048 flame photometry Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Description
OPIS PATENTOWYPATENT DESCRIPTION
153 895153 895
URZĄDOFFICE
PATENTOWYPATENT
RPRP
Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 86 10 10 (P. 261798)Additional Patent to Patent No. - Pending: 86 10 10 (P. 261798)
Pierwszeństwo Zgłoszenie ogłoszono: 88 08 18Priority Application announced: 88 08 18
Opis patentowy opublikowano: 1991 12 31Patent description published: 1991 12 31
Int. Cl.5 G01N 21/73 G01J 3/443 trnuiuInt. Cl. 5 G01N 21/73 G01J 3/443 trnu
Twórcy wynalazku: Andrzej P. Ramsza, Leszek G. StarskiCreators of the invention: Andrzej P. Ramsza, Leszek G. Starski
Uprawniony z patentu: „Unitra-Cemat“, Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych,The holder of the patent: "Unitra-Cemat", Institute of Electronic Materials Technology,
Warszawa (Polska)Warsaw Poland)
Spektrometr emisyjny ze wzbudzeniem w indukcyjnej plazmie mikrofalowejEmission spectrometer with excitation in inductive microwave plasma
Przedmiotem wynalazku jest spektrometr emisyjny ze wzbudzeniem w indukcyjnej plazmie mikrofalowej, mający zastosowanie w analizie pierwiastkowej roztworów.The subject of the invention is emission spectrometer with excitation in inductive microwave plasma, applicable in elemental analysis of solutions.
Atomy oznaczanej próbki zostają wzbudzone przez plazmę gazu roboczego, powstałą w wyniku rezonansu mikrofalowego (A. T. Zander, G. M. Hieffje, Applied Spectroscopy 1981, 35, 357) i emitują charakterystyczne promieniowanie, które jest następnie analizowane przez klasyczny układ fotometryczny z monochromatorem lub polichromatorem i dowolnym układem detekcji.Atoms of the analyzed sample are excited by the plasma of the working gas, created as a result of microwave resonance (AT Zander, GM Hieffje, Applied Spectroscopy 1981, 35, 357) and emit characteristic radiation, which is then analyzed by a classic photometric system with a monochromator or polychromator and any system detection.
Źródłem emisji atomów próbki jest palnik plazmowy specjalnej konstrukcji (A. Bollo Kamara, E. G. Codding, Spectrochim Acta 1981,36B, 973; M. Beenakker, Spectrochim Acta 1976, 3IB, 483), umieszczony w rezonatorze o sprzężeniu indukcyjnym. Próbka ciekła zostaje dostarczona do strefy stacjonarnej plazmy w postaci subtelnego aerozolu z gazem roboczym. Aerozol wytwarzany jest w nebulizerze.The source of emission of the sample atoms is a specially designed plasma burner (A. Bollo Kamara, E. G. Codding, Spectrochim Acta 1981, 36B, 973; M. Beenakker, Spectrochim Acta 1976, 3IB, 483), placed in an inductive coupling resonator. The liquid sample is delivered to the stationary plasma zone in the form of a fine aerosol with the working gas. The aerosol is produced in a nebulizer.
W znanych spektrometrach emisyjnych wzbudzenie atomów próbki do emisji następuje poprzez wprowadzenie jej do płomienia - w fotometrach płomieniowych, do iskry lub łuku elektrycznego - w klasycznych spektrometrach lub spektrografach emisyjnych, do katody lampy jarzeniowej - w spektrometrach ze źródłem jarzeniowym, do plazmy argonowej wysokiej częstotliwości sprzężonej indukcyjnie - w spektrometrach ICP oraz do plazmy argonowej lub helowej, jak też gazów cząsteczkowych, wzbudzanej polem bardzo wysokiej częstotliwości ze sprzężeniem pojemnościowym - w spektrometrach CMP i indukcyjnym - w spektrometrach MIP.In known emission spectrometers, the sample atoms are excited for emission by introducing them into a flame - in flame photometers, into a spark or an electric arc - in classic spectrometers or emission spectrographs, into the cathode of a fluorescent lamp - in spectrometers with a glow source, to high-frequency argon plasma coupled inductively - in ICP spectrometers and for argon or helium plasma, as well as molecular gases excited by a very high frequency field with capacitive coupling - in CMP spectrometers and inductive - in MIP spectrometers.
W przypadku fotometrii płomieniowej, spektrometrii ICP, spektrometrii CMP, spektrometrii MIP, rzadziej w przypadku spektrometrii ze wzbudzeniem łukowym próbka może być wprowadzana do źr kiła emisji jako ciecz w postaci aerozolu.In the case of flame photometry, ICP spectrometry, CMP spectrometry, MIP spectrometry, less often in the case of arc excitation spectrometry, the sample can be introduced into the emission source as an aerosol liquid.
W cc .u wytworzenia aerozolu znane jest zastosowanie nebulizerów pneumatycznych krzyżowych (S. E. Valente, W. B. Schrenk, Appl. Spectrosc. 1970, 24, 197), współosiowych (J. E. Meinhard, JCP. Infor. News-letter. 1976,2,163), Babingtona (R. S. Babington, Popular Sci, 1973, May, 102), z elementem o strukturze mikroporowatej (L. R. Layman, F. E. Lichte, Anal. Chem.In the field of aerosol production, the use of cross-type pneumatic nebulizers (SE Valente, WB Schrenk, Appl. Spectrosc. 1970, 24, 197), coaxial (JE Meinhard, JCP. Infor. News-letter. 1976, 2, 163), Babington ( RS Babington, Popular Sci, 1973, May, 102), with a microporous structure element (LR Layman, FE Lichte, Anal. Chem.
153 895153 895
1982, 54, 638) lub ultradźwiękowych. W każdym przypadku przez nebulizer przepływa gaz roboczy, wytwarzając lub transportując aerozol próbki.1982, 54, 638) or ultrasonic. In either case, working gas is passed through the nebulizer to produce or transport the sample aerosol.
W znanych rozwiązaniach spektrometrów ze wzbudzeniem indukcyjnym polem mikrofalowym źródło ΜΊΡ jest połączone z nebulizerami pneumatycznymi krzyżowymi, współosiowymi, Babingtona lub nebulizerami ultradźwiękowymi.In known solutions of microwave inductive spectrometers, the source ΜΊΡ is connected to cross, coaxial, Babington pneumatic nebulizers or ultrasonic nebulizers.
Znane rozwiązania przy niskich przepływach, wymaganych przez źródło MIP, charakteryzują się niskimi granicami wykrywalności dla poszczególnych pierwiastków. Związane to jest z niską wydajnością stosowanych nebulizerów oraz ze zbyt dużą średnicą kropel cieczy w uzyskiwanych w nich aerozolach.Known solutions at low flow rates required by the MIP source have low detection limits for the individual elements. This is due to the low efficiency of the nebulizers used and the too large diameter of the liquid droplets in the aerosols obtained in them.
Istotę spektrometru według wynalazku stanowi połączenie generatora bardzo wysokiej częstotliwości, elementu przeniesienia mocy i rezonatora z palnikiem plazmowym - z nebulizerem z elementem o strukturze mikroporowatej.The essence of the spectrometer according to the invention is the combination of a very high frequency generator, a power transmission element and a resonator with a plasma torch - with a nebulizer with a microporous structure element.
Budowa spektrometru według wynalazku jest wyjaśniona w przykładowym wykonaniu, przedstawionym na rysunku w postaci schematu blokowego.The structure of the spectrometer according to the invention is explained in an exemplary embodiment, shown in the drawing in the form of a block diagram.
Spektrometr, przedstawiony na rysunku, składa się z nebulizera 4 ze źródłem gazu roboczego 5 oraz z wejściem próbki ciekłej, zawierającego płytkę z ceramiki cyrkonowej o strukturze mikroporowatej, połączonego przewodem wyprowadzającym próbkę w postaci aerozolu z palnikiem plazmowym, umieszczonym w rezonatorze 3. Rezonator 3 jest połączony poprzez blok przeniesienia mocy 2 z generatorem bardzo wysokiej częstotliwości 1 oraz z monochromatorem lub polichromatorem 6, który poprzez detektor 7 jest połączony z blokiem rejestracji 8.The spectrometer shown in the figure consists of a nebulizer 4 with a working gas source 5 and a liquid sample input, containing a zirconium ceramic plate with a microporous structure, connected by an aerosolized sample discharge tube to a plasma torch placed in the resonator 3. The resonator 3 is connected via a power transfer block 2 to a very high-frequency generator 1 and to a monochromatic or polychromator 6, which via detector 7 is connected to the recording block 8.
Sposób działania spektrometru, przedstawionego na rysunku, polega na wprowadzeniu próbki ciekłej za pomocą pompy perystaltycznej na płytkę z ceramiki cyrkonowej. Równocześnie na płytkę wprowadzany jest gaz roboczy, który powoduje w nebulizerze 4 dyspersję roztworu do subtelnego aerozolu. Aerozol wraz ze strumieniem gazu roboczego przenoszony jest w strefę plazmy w palniku plazmowym, umieszczonym w rezonatorze 3. W strefie plazmy następuje odparowanie kropel, dysocjacja, atomizacja i wzbudzenie. Wzbudzone atomy próbki wysyłają charakterystyczne promieniowanie. Promieniowanie to kierowane jest na szczelinę wejściową monochromatora 6, w którym zostaje rozszczepione, a następnie zarejestrowane przez detektor 7 i blok rejestracji 8. Częstotliwość promieniowania określa rodzaj pierwiastka, a intensywność - jego stężenie w próbce.The method of operation of the spectrometer shown in the figure is to introduce a liquid sample with a peristaltic pump onto a zirconium ceramic plate. At the same time, a working gas is introduced into the plate, which causes the nebulizer 4 to disperse the solution into a fine aerosol. The aerosol together with the working gas stream is transferred to the plasma zone in the plasma torch located in the resonator 3. In the plasma zone the droplets evaporate, dissociate, atomize and excite. The excited atoms of the sample emit characteristic radiation. This radiation is directed to the monochromator 6 inlet, where it is split and then registered by the detector 7 and the recording block 8. The frequency of the radiation determines the type of the element, and the intensity - its concentration in the sample.
Spektrometr według wynalazku umożliwia pracę z niskimi przepływami gazu i cieczy. Nebulizer z elementem o strukturze mikroporowatej generuje aerozol o bardzo małej średnicy kropel (znacznie poniżej 1 μιη) z wydajnościami, osiągającymi do 95%. Spektrometr według wynalazku pozwolił na osiągnięcie granic oznaczalności i wykrywalności, zbliżonych do granic uzyskiwanych przy wprowadzaniu próbki do plazmy w postaci gazu.The spectrometer according to the invention enables operation with low gas and liquid flows. A nebulizer with a microporous structure element generates an aerosol with a very small droplet diameter (well below 1 μιη) with efficiencies of up to 95%. The spectrometer according to the invention allowed to achieve the limits of quantification and detection, similar to the limits obtained when introducing the sample to the plasma in the form of a gas.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL26179886A PL153895B1 (en) | 1986-10-10 | 1986-10-10 | Emission spectrometer with the indication in the microwaves plasma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL26179886A PL153895B1 (en) | 1986-10-10 | 1986-10-10 | Emission spectrometer with the indication in the microwaves plasma |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL261798A1 PL261798A1 (en) | 1988-08-18 |
| PL153895B1 true PL153895B1 (en) | 1991-06-28 |
Family
ID=20032997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL26179886A PL153895B1 (en) | 1986-10-10 | 1986-10-10 | Emission spectrometer with the indication in the microwaves plasma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL153895B1 (en) |
-
1986
- 1986-10-10 PL PL26179886A patent/PL153895B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL261798A1 (en) | 1988-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jankowski et al. | Microwave induced plasma analytical spectrometry | |
| JP5934185B2 (en) | Plasma torch | |
| JP4227023B2 (en) | Microwave plasma source | |
| US20120224175A1 (en) | Microwave plasma atomic fluorescence mercury analysis system | |
| JP5000350B2 (en) | Atomic analyzer | |
| CN101198846A (en) | Reinforcing apparatus and method of use | |
| JP2004534241A (en) | Plasma torch | |
| JP6685698B2 (en) | Method for generating sample atoms, method for analyzing a liquid sample and plasma source | |
| CN205081089U (en) | Sample atomizer and sample analytic system | |
| CN105190830A (en) | Method and device for controlling a plasma for spectroscopy | |
| CA2412529A1 (en) | Plasma source for spectrometry | |
| CN100529741C (en) | ICP-OES and ICP-MS induction current | |
| US20180332697A1 (en) | Torches and systems and methods using them | |
| AU2022209881A1 (en) | Inductively coupled plasma torches and methods and systems including same | |
| Barnes et al. | Low-power inductively coupled nitrogen plasma discharge for spectrochemical analysis | |
| RU2252412C2 (en) | Method for emission spectral analysis if substance composition and device for realization of said method | |
| Heltai et al. | Study of a toroidal argon and a cylindrical helium microwave induced plasma for analytical atomic emission spectrometry-I. Configurations and spectroscopic properties | |
| CN108398414A (en) | A kind of microwave coupling plasma exciatiaon light source | |
| EP0510127B1 (en) | Method and apparatus for analytical sample preparation | |
| PL153895B1 (en) | Emission spectrometer with the indication in the microwaves plasma | |
| JP2008544454A (en) | Strengthening device and method of using the same | |
| Blades et al. | Application of weakly ionized plasmas for materials sampling and analysis | |
| Winefordner et al. | Status of and perspectives on microwave and glow discharges for spectrochemical analysis. Plenary lecture | |
| Duan et al. | Comparative studies of surfatron and microwave plasma torch sources for determination of mercury by atomic emission spectrometry | |
| Ciopec et al. | Inductively coupled plasma optical spectroscopy and atomic absorption spectroscopy |