JPH0663969B2 - Flameless atomizer for atomic absorption spectrometry - Google Patents
Flameless atomizer for atomic absorption spectrometryInfo
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- JPH0663969B2 JPH0663969B2 JP60247662A JP24766285A JPH0663969B2 JP H0663969 B2 JPH0663969 B2 JP H0663969B2 JP 60247662 A JP60247662 A JP 60247662A JP 24766285 A JP24766285 A JP 24766285A JP H0663969 B2 JPH0663969 B2 JP H0663969B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子吸光分析用無炎アトマイザに係り、特にグ
ラフアイトまたはメタルからなり電流または電圧を印加
してジユール熱により試料を原子化するキユベツト内の
ガスの流れを乱さないようにするのに好適な原子吸光分
析用無炎アトマイザに関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a flameless atomizer for atomic absorption spectrometry, and more particularly to a quartz atomizer made of graphite or metal for atomizing a sample by applying a current or voltage to heat the gas with a juule heat. The present invention relates to a flameless atomizer for atomic absorption spectrometry, which is suitable for not disturbing the gas flow.
原子吸光分析用無炎アトマイザでは、試料を注入し、加
熱を行つて原子吸光を生じさせる部分に円筒状のグラフ
アイトあるいはメタルからなるキユベツトと呼ばれる発
熱炉が用いられている。このキユベツトは、両端に電気
良導体からなる電極がマウントされており、その電極に
電源からのコードが接続されている。この電極は通常冷
却水で温度が上らないように冷却されている。キユベツ
トに試料が注入されると、通電により約100℃に加熱さ
れ、試料中の水分が蒸発される。次に、元素によつて異
なるが、数100℃に加熱されて試料中の有機物の分解や
飛散あるいは共存する金属原子や分子を飛散させる。次
に、非常に速い昇温速度で加熱し、これも元素によつて
異なるが、2000℃から3000℃に加熱され、目的元素の原
子化を行い、このとき原子吸光が行なわれる。試料の水
分の蒸発や試料中の有機物の飛散あるいは共存する物質
の飛散時には、これらが原子吸光の際の防害とならない
ように、キユベツト内を流れる不活性ガス(キヤノアガ
スと呼ばれている)によりキユベツト外に運び出す。そ
れ故、通常、この時期はかなり多量のキヤリアガスが流
される。そして、原子化(原子吸光を行うとき)におい
ては、キヤリアガスの流量を少なくすることが行われ
る。これは、キヤリアガスの流量が多いと、目的元素が
短時間にキユベツト外に運び出されるため、感度の低下
を招くことからである。しかし、キヤリアガスの流量を
完全に零にすることは、感度向上を考えれば効果的であ
るが、実試料の測定の場合、目的元素がキユベツト端部
まで飛散し、あまり温度が高くない部分に再凝着し、次
の測定時にそれらが再び蒸発し、原子吸光を生じるとい
う、いわゆるコンタミネーシヨンの問題や共存する有機
物や共存元素が原子化段階で一気に蒸発するため(実現
的には前段階でこれらを完全に除去することはほとんど
不可能である)、光源からの光の大部分を反射や吸収し
てしまい、測定精度の低下という問題を生じる。そのた
め、原子化段階でもわずかな量のキヤリアガスを流すこ
とが好ましいとされている。このキヤリアガスの流し方
には2つの方法があり、1つはキユベツトの中央から端
部へ流す方法、他の1つはキユベツトの端部から中央へ
流す方法である。これについては、特許公報53−2323号
にも記載されているように、前者の方法は、共存物質や
目的元素が冷却部に運ばれるため、コンタミネーシヨン
の問題や共存酸が冷部で凝縮するため、金属部に錆を生
じさせるという問題があり、現在ではそれらの問題の少
ない後者の方法が主流となつている。また、キユベツト
の形状も多種あるが、大別すると、キユベツトの中央部
に試料注入孔のみがあけてあるタイプと、中央部に試料
注入孔のほかに注入孔の左右に別の孔があけてあるタイ
プとがある。前者のタイプのキユベツトは、キヤリアガ
スの効果が大きく、通常、キヤリアガスの調節機能が高
級となる。また、キユベツトの温度分布を考慮し、キユ
ベツトの肉厚や形状に工夫をこらしている。一方、後者
のタイプのキユベツトは、実開昭49−108489号公報に示
してあるように、左右の別の孔によりキユベツトの温度
分布を調節するようになつており、そのため、通常は、
中央部の試料注入孔よりはるかに大きな孔となつてい
る。そのため、キユベツト内部を流れるキヤリアガス
は、この左右の孔からキユベツト外に流出し、原子吸光
の生じる中央部はキヤリアガスがほとんど流れず、前述
したキヤリアガスとしての役目はほとんどなされていな
い。In a flameless atomizer for atomic absorption analysis, a heating furnace called a cylinder, which is made of metal or metal, is used in a portion where a sample is injected and heated to generate atomic absorption. Electrodes made of a good electric conductor are mounted on both ends of this cube, and a cord from a power supply is connected to the electrodes. This electrode is usually cooled with cooling water so that the temperature does not rise. When the sample is injected into the cuvette, it is heated to about 100 ° C by energization and the water in the sample is evaporated. Next, although it depends on the element, it is heated to several 100 ° C. to decompose or scatter the organic matter in the sample or scatter the coexisting metal atoms or molecules. Next, it is heated at a very high temperature rising rate, and this also varies depending on the element, but it is heated from 2000 ° C. to 3000 ° C. to atomize the target element, at which time atomic absorption is performed. When the water content of the sample evaporates, the organic matter in the sample scatters, or the coexisting substances scatter, the inert gas (called "Kanoa gas") that flows in the cuvette prevents them from being harmful to atomic absorption. Carry it out of the room. Therefore, a significant amount of carrier gas is usually flushed during this time. Then, in atomization (when performing atomic absorption), the flow rate of the carrier gas is reduced. This is because if the flow rate of the carrier gas is high, the target element is carried out of the cube in a short time, resulting in a decrease in sensitivity. However, it is effective to completely eliminate the carrier gas flow rate from the viewpoint of improving the sensitivity, but in the case of measurement of an actual sample, the target element scatters to the end of the cuvette and is re-exposed to the part where the temperature is not so high. The problem of so-called contamination, in which they coagulate and evaporate again during the next measurement, causing atomic absorption, and the coexisting organic substances and coexisting elements evaporate all at once at the atomization stage (realistically, at the previous stage It is almost impossible to completely remove these), and most of the light from the light source is reflected or absorbed, which causes a problem of deterioration of measurement accuracy. Therefore, it is considered preferable to flow a small amount of carrier gas even in the atomization stage. There are two methods of flowing the carrier gas, one is to flow from the center to the end of the cubet, and the other is to flow from the end to the center of the cuvet. In this regard, as described in Japanese Patent Publication No. 53-2323, in the former method, since the coexisting substance and the target element are carried to the cooling section, the problem of contamination and the coexisting acid are condensed in the cooling section. Therefore, there is a problem of causing rust on the metal part, and the latter method, which has less of these problems, is now the mainstream. In addition, there are various types of cubets, but they are roughly classified into a type in which only the sample injection hole is opened in the center of the cuvet, and in addition to the sample injection hole in the center, another hole is formed on the left and right of the injection hole. There is a certain type. The former type of cuvette has a large effect of carrier gas, and usually has a high-grade control function of carrier gas. In addition, in consideration of the temperature distribution of the cuvet, we have devised the thickness and shape of the cuvet. On the other hand, the latter type of kyubet, as shown in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 49-108489, adjusts the temperature distribution of the kyubet by separate holes on the left and right, and therefore, normally,
The hole is much larger than the sample injection hole in the center. Therefore, the carrier gas flowing through the inside of the cuvette flows out of the cuvette through the holes on the left and right, and the carrier gas hardly flows in the central portion where the atomic absorption occurs, and the above-mentioned role as the carrier gas is hardly performed.
最近の試料形態を見ると、生体試料、化学工業的試料な
どの組織が複雑で、測定時に多大の妨害を与える試料が
増えつつある。そのため、キヤリアガスの効果を十分に
発生させる必要が増々増大している。Looking at the recent sample morphology, the number of samples, which have a complicated structure such as biological samples and chemical industrial samples, and give great interference during measurement, is increasing. Therefore, there is an increasing need to sufficiently generate the effect of carrier gas.
一方、無炎アトマイザを用いた場合の精度ということを
考えると、本方法では、注入した試料の全てが蒸発し、
その中の目的元素の総量が原子吸光に関与することにな
るから、試料注入の精度ということが非常に重要である
ことは言うまでもない。また、キユベツトの加熱時の温
度分布が中央部で必ずしも均一でない(キユベツトの形
状に工夫をこらし、かなり均一にはなつているけれど
も)ため、試料の注入位置の再現性や試料の注入時の形
状もまた精度に関係する。これらに関しては、最近、オ
ートサンプラなる自動注入器を用いることにより非常に
改善されている。しかし、まだ完全な精度を得られるま
でにいたつていない。その一つの原因として考えられる
ことは、目的元素の原子化段階における原子としての滞
在時間の不安定さと、原子の密度の不均一さである。例
えば、内径6mm、外径8mm、長さ30mm、試料注入孔の直径
2mmのキユベツトを考え、原子化温度が2700℃、原子化
時のキヤリアガス流量が50ml/minに設定されているも
のとする。ただし、この設定されたキヤリアガス流量は
冷時(常温時)における流量である。このような条件で
加熱が実行されると、キヤリアガスの温度は1200〜1300
℃にもなる。このことから、キヤリアガスの流速は体積
膨張から約5倍に増加し、直径2mmの試料注入孔からの
キヤリアガスの噴出速度は、常温時の25cm/secから約1
25cm/secに変化する。そして、この変化する時間は1
〜2秒であり、ほとんど瞬間的に変化すると言つてもよ
い。つまり、非常に短時間にキヤリアガスの熱膨張によ
り流速が大きく変化するから、その変化の状態は非常に
不安定であると言える。そして実試料の場合、原子化が
始まる時点において有機物の残査や共存元素あるいは塩
が多量に残つている場合が多い。したがつて、これらが
瞬間的に蒸発すると、キユベツト内で膨張,拡散する。
もちろん目的元素も同様の挙動を示すわけであるから、
キユベツトの内圧はキユリアガスだけの場合に比べ、は
るかに高くなり、キユベツト内部のガスの流れ(キヤリ
アガス、残存していた残査や共存物の蒸気および目的元
素の蒸気等)はもつと速くなり、不安定になる。そし
て、キユベツトの中で生じる原子吸光は光源からの光軸
上にある原子の数で決まるから、キユベツト内部の目的
元素の蒸気の状態が不安定(キユベツト内部のガスの状
態が不安定であることによる)であれば、当然精度の低
下につながる。また、キユベツト内に滞在する原子の数
(目的元素が原子状態で滞在する時間)も、流速によつ
て決まるから、流速が不安定になると(流速が速くな
る)、感度の低下や精度の低下を招くことになる。On the other hand, considering the accuracy when using a flameless atomizer, this method evaporates all of the injected sample,
Needless to say, the precision of sample injection is very important, because the total amount of the target elements in it will be involved in atomic absorption. In addition, since the temperature distribution during heating of the cuvette is not always uniform in the central part (although the shape of the cuvette has been devised to make it fairly uniform), the reproducibility of the injection position of the sample and the shape of the sample during injection Is also related to accuracy. These have been greatly improved recently by using an autoinjector called an autosampler. However, it has not yet been possible to obtain perfect accuracy. One of the possible causes is the instability of the residence time as an atom in the atomization stage of the target element and the non-uniformity of the atom density. For example, inner diameter 6 mm, outer diameter 8 mm, length 30 mm, sample injection hole diameter
Considering a 2 mm cube, the atomization temperature is set to 2700 ° C and the carrier gas flow rate at atomization is set to 50 ml / min. However, the set carrier gas flow rate is a flow rate when cold (at room temperature). When heating is performed under such conditions, the temperature of the carrier gas is 1200 to 1300.
It can be as high as ℃. As a result, the carrier gas flow velocity increased about 5 times due to volume expansion, and the carrier gas ejection speed from the sample injection hole with a diameter of 2 mm was about 1 cm from 25 cm / sec at room temperature.
It changes to 25 cm / sec. And this changing time is 1
It can be said that it takes about 2 seconds and changes almost instantaneously. That is, since the flow velocity changes greatly due to the thermal expansion of the carrier gas in a very short time, it can be said that the state of the change is very unstable. In the case of a real sample, in many cases, a large amount of residual organic matter and coexisting elements or salts remain at the time when atomization begins. Therefore, when they evaporate instantaneously, they expand and diffuse in the cube.
Of course, the target element also shows the same behavior,
The internal pressure of the cucumber is much higher than that of the cucumber gas alone, and the gas flow inside the cuvette (carrier gas, vapors of residual residues and coexisting substances and vapors of the target element, etc.) becomes faster and becomes unsteady. Be stable. Since the atomic absorption occurring in the cube is determined by the number of atoms on the optical axis from the light source, the vapor state of the target element inside the cube is unstable (the gas inside the cube is unstable). According to the above), the accuracy is naturally lowered. In addition, the number of atoms that stay in the chamber (the time that the target element stays in the atomic state) is also determined by the flow velocity, so if the flow velocity becomes unstable (the flow velocity becomes faster), the sensitivity and accuracy will decrease. Will be invited.
以上述べたように、従来のグラフアイトアトマイザのよ
うな無炎アトマイザは内部の状態が一定(変化してもそ
の変化の状態が一定という意味)であれば精度的に問題
ないが、キヤリアガスの本来の目的を維持しながら、か
つ、実試料の測定において不安定要因を除去することは
非常に困難であり、結果的には、実試料において精度の
低下をもたらす原因となつている。As described above, a flameless atomizer such as a conventional graphite atomizer has no problem in accuracy if the internal state is constant (meaning that the state of change is constant even if it changes), but the original nature of carrier gas It is very difficult to remove the instability factor in the measurement of the actual sample while maintaining the above purpose, and as a result, it becomes a cause of lowering the accuracy in the actual sample.
第6図は特公昭53−23236号公報に示されているキユベ
ツトの断面図で、キヤリアガスはキユベツト30の両端か
らキユベツト30内に流入し、キユベツト30の試料注入孔
31から流出する。それ故、原子化時の急激な温度上昇に
ともなうキユベツト30内のガス(キヤリアガスおよび共
存物質の残査蒸気等)の熱膨張(内圧が上昇する)によ
つて生じる流速の変化は全て試料注入孔31の周辺で生
じ、試料注入孔31からの流出流速は瞬間的に5倍以上に
なることは確実であり、キユベツト30の内部の試料注入
孔31の付近(原子吸光が生じる部分)は非常に不安定な
状態となる。この状態が試料毎に一定とは考えられず、
結果的には、原子の滞在時間の不安定および光軸上に存
在する目的元素の数の不均一をきたし、これが測定精度
の低下の原因の1つになることが充分考えられる。FIG. 6 is a sectional view of the cuvette shown in Japanese Examined Patent Publication No. 53-23236. Carrier gas flows into the cuvette 30 from both ends of the cuvette 30, and the sample injection hole of the cuvette 30.
Spill out from 31. Therefore, any change in the flow velocity caused by the thermal expansion (internal pressure increases) of the gas in the cuvette 30 (carrier gas and residual vapor of coexisting substances, etc.) due to the rapid temperature rise during atomization is caused by the sample injection hole. It is certain that the flow velocity generated from around the sample injection hole 31 will instantaneously become 5 times or more, and the vicinity of the sample injection hole 31 inside the cube 30 (the part where atomic absorption occurs) is very high. It becomes unstable. This state is not considered to be constant for each sample,
As a result, the residence time of atoms becomes unstable and the number of target elements present on the optical axis becomes nonuniform, which is considered to be one of the causes of deterioration of measurement accuracy.
第7図は実開昭49−108489号公報に示されているキユベ
ツトの断面図で、キユベツト32の試料注入孔33の両側に
通気孔34aおよび34bが設けられている。この通気孔34a,
34bは明らかに試料注入孔33より大きく、キユベツト32
の内部を流れるキヤリアガスはほとんど全て通気孔34a,
34bよりキユベツト外に流出する。それ故、第7図に示
すキユベツト32では、急激な加熱による試料10中に共存
する残査等の蒸気化にともなう内部圧の上昇や流速の変
化を防止することができるが、キヤリアガスが有する本
来の目的であるバツクグラウンド吸収の低減や目的元素
の感度調整を行うことはほとんど不可能である。そのた
め、バツクグラウンドが大きい場合は、試料そのものを
希釈する必要が生じるなど分析操作上に難点がある。FIG. 7 is a sectional view of the cuvette shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 49-108489, and ventilation holes 34a and 34b are provided on both sides of the sample injection hole 33 of the cuvette 32. This vent 34a,
34b is clearly larger than the sample injection hole 33, and
Almost all the carrier gas flowing inside the air vent 34a,
It spills from 34b to the outside. Therefore, in the cuvette 32 shown in FIG. 7, it is possible to prevent the internal pressure from rising and the change in the flow rate due to the vaporization of the residue coexisting in the sample 10 due to the rapid heating. It is almost impossible to reduce the background absorption and adjust the sensitivity of the target element. Therefore, when the background is large, it is necessary to dilute the sample itself, which is a problem in the analytical operation.
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、キヤリアガスの効果を維持しながら原子化時
にキユベツト内部の状態を常に安定化させることができ
るキユベツトを有する原子吸光分析用無炎アトマイザを
提供することにある。The present invention has been made in view of the above, and its object is to provide a flameless atomic absorption spectrophotometer having a cubet that can always stabilize the internal state of the cubet during atomization while maintaining the effect of the carrier gas. To provide an atomizer.
本発明は、原子吸光分析用無炎アトマイザの精度低下の
原因の1つが、原子化時の急激な温度上昇にともなうキ
ユベツト内の圧力上昇とそれにともなつて生じるキユベ
ツト内のガスの流速の変化であり、また、それが毎回異
なつた状態になつていることを実験的に確認してなされ
たものである。According to the present invention, one of the causes of the decrease in the accuracy of the flameless atomizer for atomic absorption spectrometry is that the pressure in the cubette rises due to the rapid temperature rise at the time of atomization and the change in the flow velocity of the gas in the cubette accompanying it. Yes, and it was made experimentally to confirm that it is in a different state each time.
その要旨を、実施例の説明に用いた第1図、第2図の符
号を引用して説明すると、中央部に試料注入孔2を有し
通電制御により発熱する円筒状のキュベット1の両端か
らキュベット内に不活性のキャリアガスを流入させて、
流入したキャリアガスを前記試料注入孔2を通してキュ
ベット外部に流出させる原子吸光分析用の無炎アトマイ
ザにおいて、 前記キュベット1の円筒面に前記試料注入孔2の中心に
対してキュベット軸方向に左右対称に配置された少なく
とも一対のキュベット内部調圧用の微細孔24a,24bが穿
設され、この微細孔24a,24bは、試料の原子化段階でキ
ュベット内圧が高温により上昇するとキュベット内部の
ガスを逃してキュベット内圧を調圧するように孔の大き
さ及び数が定められ、且つ、前記微細孔24a,24bの孔の
断面積の総和は、前記試料注入孔2の断面積の2倍以下
に設定したことを特徴とする。The gist of the invention will be described with reference to the reference numerals of FIGS. 1 and 2 used in the description of the embodiment. From the both ends of a cylindrical cuvette 1 which has a sample injection hole 2 in the center and generates heat by controlling energization. Pour an inert carrier gas into the cuvette,
In a flameless atomizer for atomic absorption analysis in which the inflowing carrier gas flows out of the cuvette through the sample injection hole 2, a cylindrical surface of the cuvette 1 is symmetrical with respect to the center of the sample injection hole 2 in the cuvette axial direction. At least a pair of fine holes 24a, 24b for adjusting the internal pressure of the cuvette are provided, and the fine holes 24a, 24b allow the gas inside the cuvette to escape when the internal pressure of the cuvette rises due to high temperature in the atomization stage of the sample. The size and number of the holes are determined so as to regulate the internal pressure, and the total cross-sectional area of the holes of the fine holes 24a, 24b is set to be twice the cross-sectional area of the sample injection hole 2 or less. Characterize.
上記構成によれば、試料の乾燥,灰化の段階(試料原子
化の前段階)での加熱(数100℃の試料加熱)では、多
量のキャリアガスがキュベット1の両端から流入しそれ
ぞれの流れがキュベット1の中央に向かって試料注入孔
2を通してキュベット外部に流出し、試料の水分(蒸
発)や試料中の有機物,共存物質の飛散がキャリアガス
に乗ってキュベット外に運び出される。According to the above configuration, in the heating (heating of the sample at several 100 ° C.) at the stage of drying and ashing the sample (the stage before atomizing the sample), a large amount of carrier gas flows from both ends of the cuvette 1 and flows in the respective flows. Flows out of the cuvette through the sample injection hole 2 toward the center of the cuvette 1, and moisture (evaporation) of the sample and scattering of organic substances and coexisting substances in the sample are carried on the carrier gas and carried out of the cuvette.
次に、原子化段階(原子吸光段階)でも、前述したよう
にコンタミネーションの問題や残った有機物や共存元素
の蒸発物の除去のため、わずかなキャリアガスが上記試
料乾燥,灰化と同様の経路により流される。この原子化
段階の昇温,高温(2000℃から3000℃の試料加熱)によ
りキャリアガスが1000℃を超え熱膨張し、この膨張と有
機物の残査や共存元素の蒸気化によりキュベット内圧が
上昇すると、キュベット内圧の高まりにより微細孔24a,
24bを介してキュベット内部のガスが逃げキュベット内
圧上昇を抑制し、キュベット内圧が調圧される。Next, even in the atomization stage (atomic absorption stage), as described above, a slight amount of carrier gas is used for sample drying and ashing due to contamination problems and removal of residual organic substances and evaporation of coexisting elements. Shed by a route. The carrier gas thermally expands to more than 1000 ° C due to the temperature rise and high temperature (heating of the sample from 2000 ° C to 3000 ° C) in this atomization stage, and the internal pressure of the cuvette rises due to this expansion and residue of organic matter and vaporization of coexisting elements. , Due to the increase in pressure inside the cuvette,
The gas inside the cuvette escapes via 24b to suppress the increase in the cuvette internal pressure, and the cuvette internal pressure is regulated.
ここで、微細孔24a,24bは試料注入孔2の中心に対しキ
ュベット軸方向に左右対称に配置し、かつ、微細孔24a,
24bの孔の断面積の合計が試料注入孔2の断面積の2倍
以下とすれば、キャリアガスのキュベット1両端から試
料注入孔2への流れも実質的に微細孔24a,24bの影響を
受けず、キャリアガスの本来の機能も良好に保持される
ことが、実験の結果、確認されている。Here, the fine holes 24a, 24b are arranged symmetrically with respect to the center of the sample injection hole 2 in the axial direction of the cuvette, and the fine holes 24a, 24b
If the total cross-sectional area of the holes of 24b is less than twice the cross-sectional area of the sample injection hole 2, the flow of the carrier gas from both ends of the cuvette 1 to the sample injection hole 2 will also substantially affect the effects of the fine holes 24a and 24b. As a result of the experiment, it is confirmed that the original function of the carrier gas is maintained well without receiving it.
したがって、本発明によれば、コンタミネーションの防
止、バックグラウンド吸収低減というキャリアガスの本
来の機能を損なわずに、原子化段階でのキュベット内圧
の上昇抑制ひいてはキュベット内部の流速の安定化を図
り、原子吸光測定精度を向上させる。Therefore, according to the present invention, prevention of contamination, without impairing the original function of the carrier gas of reducing the background absorption, suppressing the increase of the internal pressure of the cuvette at the atomization stage, thereby stabilizing the flow velocity inside the cuvette, Improves atomic absorption measurement accuracy.
以下本発明を第1図,第2図に示した実施例および第3
図〜第5図を用いて詳細に説明する。The present invention will now be described with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 and the third embodiment.
This will be described in detail with reference to FIGS.
第1図は本発明の原子吸光分析用無炎アトマイザの一実
施例を示す断面図である。第1図において、1は発熱物
質からなる円筒状のキユベツト、2はキユベツト1の中
央部に設けた試料注入孔、3a,3bは電気良導体からなる
電極で、キユベツト1を支持すると同時に、キユベツト
1を包含して外気からキユベツト1を遮断している。4
は電極3aに設けたピペツト注入孔である。5a,5bは電極
ブロツクで、電極ブロツク5a,5bに電極3a,3bがそれぞれ
圧入してあり、電極ブロツク5a,5bには、冷却のための
冷却水通路6a,6bが設けてあり、これに冷却水が流され
ている。電極ブロツク5a,5bの一端にはそれぞれキユベ
ツト1の軸方向に光透過孔があり、そこには光を通過す
るための石英パイプ7a,7bが設けてあり、それらにそれ
ぞれ窓8a,8bが配置してある。この窓8a,8bによりキユベ
ツト1の内部は外気と遮断され、かつ、キヤリアガスが
キユベツト1の内部を流れるようにしてある。9は光
軸、10は試料、11a,11b,12a,12bはそれぞれ電極ブロツ
ク5a,5bに設けたキヤリアガスのキユベツト内部流路入
口、外部流路入口である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a flameless atomizer for atomic absorption analysis of the present invention. In FIG. 1, 1 is a cylindrical cuvette made of a heat-generating material, 2 is a sample injection hole provided in the central part of the cuvette 1, and 3a and 3b are electrodes made of a good electric conductor, which support the cuvette 1 and at the same time. Including the above, it shuts the cuvette 1 from the outside air. Four
Is a pipette injection hole provided in the electrode 3a. 5a, 5b is an electrode block, the electrodes 3a, 3b are press-fitted into the electrode blocks 5a, 5b, respectively, and the electrode blocks 5a, 5b are provided with cooling water passages 6a, 6b for cooling. Cooling water is flowing. At one end of each of the electrode blocks 5a and 5b, there is a light transmission hole in the axial direction of the cuvette 1, and there are quartz pipes 7a and 7b for passing light therethrough, and windows 8a and 8b are arranged in them. I am doing it. The windows 8a and 8b shield the inside of the cuvette 1 from the outside air and allow the carrier gas to flow through the inside of the cuvette 1. Reference numeral 9 is an optical axis, 10 is a sample, and 11a, 11b, 12a, and 12b are inlets and outlets of the inner and outer passages of the carrier gas provided in the electrode blocks 5a and 5b, respectively.
13はガス制御部で、通常ユニツト化されており、その各
部品は温度を制御する制御部と連動して動作するように
なつている。制御部のメインスイツチがオンされると、
電磁弁15が開き、不活性ガス入口14から不活性ガスが導
入され、ガス制御部13内に入る。そして導入された不活
性ガスの圧力が充分か否かを圧力スイツチ16が検知す
る。そして、もし圧力が充分でない場合(不活性ガスが
ない場合も含む)は、アラーム等を発生し、加熱プログ
ラムがスタートしないようにしてある。これは、キユベ
ツト1が最大3000℃にも上昇するため、不活性ガス不足
によるキユベツト1の酸化による劣化を防止するためで
ある。Reference numeral 13 is a gas control unit, which is usually unitized, and each of its parts operates in conjunction with a control unit for controlling the temperature. When the main switch of the control unit is turned on,
The solenoid valve 15 is opened, the inert gas is introduced from the inert gas inlet 14, and enters the gas control unit 13. Then, the pressure switch 16 detects whether or not the pressure of the introduced inert gas is sufficient. If the pressure is not sufficient (including the case where there is no inert gas), an alarm is generated and the heating program is not started. This is because the temperature of the cubet 1 rises up to 3000 ° C. at maximum, so that the oxidization of the cuvet 1 due to lack of inert gas is prevented.
17は調圧器、18は圧力メータで、これらはあらかじめ適
正な圧力に調整されている。調圧器17の後方で不活性ガ
スは分岐され、それぞれ流量調節される。キユベツト1
の外部を流れる流路系には、流量調節機能付きの流量計
(オリフイスを用いる場合もある)19が配置されてお
り、その後で加熱炉のキユベツト外部流路入口12aおよ
び12bに接続される。一方、キユベツト1の内部(試料
収納部)を流れる流路系はさらに2つに分岐され、それ
ぞれの流路に流量調整機能付きの流量計20および21が配
置されており、その後にそれぞれ電磁弁22,23が配置さ
れている。これは、試料10の乾燥および灰化の段階と原
子化の段階に独立した流量を設定できるようにするため
である。そのため、電磁弁22,23は図示しない温度プロ
グラム制御部により制御され、必要な温度プログラム段
階で流量が切り換わるようにオン,オフされる。電磁弁
22,23はキユベツト内部流路入口11a,11bに接続されてい
る。試料10はピペツト注入孔4を介してキユベツト1の
試料注入孔2からキユベツト1内に滴下される。その後
で試料10の乾燥および灰化が行われる。このとき、キユ
ベツト1内を流れるキヤリアガスは比較的多量(0.1〜
1/min)とする。この流量設定は流量計20で行い、
電磁弁22を開とし、電磁弁23は閉としておく。このとき
のキヤリアガスは、乾燥および灰化の段階で発生する水
蒸気および共存物質をキユベツト1外に搬出する作用を
する。次に、原子化段階では、少量のキヤリアガスを流
すようにする。この流量設定は流量計21で行い、電磁弁
23を開とし、電磁弁22は閉とする。このときのキヤリア
ガスは、目的元素をキユベツト1内に長く滞在させ、感
度を向上させる作用をする。しかし、試料濃度が高い場
合や共存物質が多量に残つている場合は、コンタミネー
シヨンやバツクグラウンド吸収を高くすることがあるた
め、試料によつてこのときの流量を調節する必要があ
る。通常、この流量は0〜200ml/minに調節され、最も
よく用いられる流量としては、50ml/min程度である。
次に、クリーニング加熱段階になると、再び電磁弁22を
開き、電磁弁23を閉じて多量のキヤリアガスをキユベツ
ト1内に流し、キユベツト1内の残査を放出させる。そ
して、それを終了後、電磁弁22,23の両方を閉じ、キユ
ベツト1が冷却後、再び試料10の注入を行い、同様の操
作を繰り返えす。Reference numeral 17 is a pressure regulator, and 18 is a pressure meter, which are adjusted to proper pressure in advance. The inert gas is branched behind the pressure regulator 17, and the flow rate of each is adjusted. Kibetsuto 1
A flow meter (in some cases, an orifice is used) 19 having a flow rate adjusting function is arranged in the flow path system flowing outside the chamber, and then connected to the external flow path inlets 12a and 12b of the heating furnace. On the other hand, the flow path system that flows inside the sample 1 (sample storage part) is further divided into two, and flow meters 20 and 21 with a flow rate adjusting function are arranged in each flow path, after which the solenoid valves are respectively installed. 22,23 are arranged. This is so that independent flow rates can be set for the drying and ashing stage and the atomization stage of the sample 10. Therefore, the solenoid valves 22 and 23 are controlled by a temperature program control unit (not shown) and are turned on and off so that the flow rate is switched at a required temperature program stage. solenoid valve
22 and 23 are connected to the inlet ports 11a and 11b of the cuvette. The sample 10 is dripped into the cuvette 1 from the sample injection hole 2 of the cuvette 1 through the pipet injection hole 4. After that, the sample 10 is dried and incinerated. At this time, the carrier gas flowing in the cuvette 1 is relatively large (0.1 ~
1 / min). This flow rate setting is done with the flow meter 20,
The solenoid valve 22 is opened and the solenoid valve 23 is closed. The carrier gas at this time has a function of carrying out the steam and coexisting substances generated in the drying and ashing stages to the outside of the cuvette 1. Next, in the atomization stage, a small amount of carrier gas is allowed to flow. This flow rate is set by the flow meter 21 and the solenoid valve
23 is opened and the solenoid valve 22 is closed. The carrier gas at this time has the function of allowing the target element to stay in the cuvette 1 for a long time and improving the sensitivity. However, if the sample concentration is high or if a large amount of coexisting substances remain, the contamination and background absorption may be increased, so it is necessary to adjust the flow rate according to the sample. Usually, this flow rate is adjusted to 0 to 200 ml / min, and the most frequently used flow rate is about 50 ml / min.
Next, at the cleaning heating stage, the solenoid valve 22 is opened again, and the solenoid valve 23 is closed to allow a large amount of carrier gas to flow into the cuvette 1 to discharge the residue in the cuvette 1. After that, both solenoid valves 22 and 23 are closed, the cuvette 1 is cooled, and then the sample 10 is injected again, and the same operation is repeated.
なお、ここに示す加熱炉(キユベツト1と電極3a,3b)
は代表的な例であり、キユベツト1を外気から遮断する
ための構造、電極の形状等については種々の変形が当然
考えられる。In addition, the heating furnace shown here (cubet 1 and electrodes 3a, 3b)
Is a typical example, and various modifications are naturally conceivable for the structure for shutting off the cuvette 1 from the outside air, the shape of the electrodes, and the like.
第2図は第1図のキユベツト1の一実施例を示す断面図
である。キユベツト1内に注入された試料10は、まず乾
燥および灰化され、そのとき、共存していた有機物の残
査や共存元素などが残る。次に、急速に加熱され、原子
化される。本発明は、このとき生じるキヤリアガスの膨
張、残査や共存元素の蒸気化によつて起こる内圧の上昇
およびキユベツト1内の状態の不安定要因を除去するこ
とを目的としており、そのため、キユベツト1の適当な
位置に微細孔24a,24bを設けてある。この微細孔24a,24b
の穴径は、キヤリアガスの本来の目的であるコンタミネ
ーシヨンの防止やバツクグラウンドの低減機能を損うこ
とがないようにするため、微細孔24a,24bの位置は、キ
ユベツト1の中心に対しキユベツト軸方向に左右対称の
位置とし、かつ、微細孔24a,24bの孔の断面積の合計が
試料注入孔2の孔の断面積の2倍以下とした。これは実
験の結果確認したものである。なお、微細孔24a,24bの
個数は、左右一対でもよく、また、左右複数対でもよ
く、要するに上記条件を満足していば問題はない。第2
図には、左右2対の場合を示してある。また、微細孔24
a,24bの位置は、高温部あるいは高温部より少し外れた
位置が好ましく、低温部では、高濃度試料などでコンタ
ミネーシヨンを生じ、好ましくない。径や長さが違つた
数種類のキユベツトについて検討した結果によれば、微
細孔の位置は、キユベツトの試料注入孔よりキユベツト
の内径の1〜2倍の位置が効果的であつた。第2図は温
度プログラムが乾燥の場合を示しており、この場合は、
ほとんどのキヤリアガスは中央の試料注入孔2より流出
し、乾燥時の水分等を効果的に搬出する。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the cuvette 1 of FIG. The sample 10 injected into the cuvette 1 is first dried and incinerated, and at that time, the residual organic substances and the coexisting elements that have coexisted remain. Then it is rapidly heated and atomized. The purpose of the present invention is to eliminate the cause of instability of the internal state of the cuvette 1 and the increase in the internal pressure caused by the expansion of the carrier gas at this time, the residue and the vaporization of coexisting elements. The fine holes 24a and 24b are provided at appropriate positions. These fine holes 24a, 24b
The diameter of the holes is so that the positions of the micro holes 24a, 24b are relative to the center of the cuvette 1 in order to prevent the prevention of contamination and the background reduction function, which are the original purpose of carrier gas. The positions are symmetrical with respect to the axial direction, and the total cross-sectional area of the fine holes 24a and 24b is not more than twice the cross-sectional area of the sample injection hole 2. This is the result confirmed by the experiment. The number of the micro holes 24a and 24b may be one pair on the left and right, or a plurality of pairs on the left and right. In short, there is no problem as long as the above conditions are satisfied. Second
The figure shows the case of two pairs of left and right. Also, the fine holes 24
The positions of a and 24b are preferably at the high temperature part or at a position slightly deviated from the high temperature part, and at the low temperature part, contamination may occur in a high-concentration sample or the like, which is not preferable. According to the results of examination of several kinds of cuvet having different diameters and lengths, the position of the micropores was found to be effective at a position 1 to 2 times the inner diameter of the cuvet, as compared with the sample injection hole of the cuvet. Figure 2 shows the case where the temperature program is dry. In this case,
Most of the carrier gas flows out from the sample injection hole 2 in the center, and effectively carries out moisture and the like during drying.
第3図は第2図に示すキユベツトの原子化時の状態を示
した図である。第3図に示すように、高温時のキヤリア
ガス等の熱膨張によつて生ずる内圧の上昇を微細孔24a,
24bから逃がし、キユベツト1内の中央部(測定に際し
て最も重要な部分)の圧力上昇を押え、中央部のかく乱
を防止している。これにより、常に安定した状態が得ら
れ、精度の向上をはかることができる。FIG. 3 is a diagram showing the state of the cuvette shown in FIG. 2 during atomization. As shown in FIG. 3, increase in internal pressure caused by thermal expansion of carrier gas at high temperature is caused by the fine holes 24a,
It escapes from 24b and suppresses the pressure rise in the central part (the most important part in measurement) inside the cuvette 1 to prevent the central part from being disturbed. As a result, a stable state is always obtained and accuracy can be improved.
第4図は本発明の効果を説明するためのキヤリアガス流
量とバツクグラウンド感度比との関係を示す線図、第5
図は同じくキヤリアガス流量と銅感度比との関係を示す
線図で、第4図,第5図ともa曲線は本発明に係る第2
図に示したキユベツトの場合、b曲線,c曲線はそれぞれ
比較のために示した第6図,第7図のキユベツトの場合
の特性曲線である。第4図からは、第2図によるキユベ
ツト1によれば、キヤリアガスの効果が失われていない
ことがわかり、第5図からは、第2図に示すキユベツト
1によれば、銅感度比が第7図のキユベツト33とほぼ同
様で、良好であることがわかる。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the carrier gas flow rate and the background sensitivity ratio for explaining the effect of the present invention.
The figure is also a diagram showing the relationship between the carrier gas flow rate and the copper sensitivity ratio, and in both FIGS. 4 and 5, the a curve is the second curve according to the present invention.
In the case of the cuvette shown in the drawing, the b curve and the c curve are characteristic curves in the case of the cuvette shown in FIGS. 6 and 7, respectively, which are shown for comparison. It can be seen from FIG. 4 that the effect of carrier gas is not lost according to the cuvette 1 according to FIG. 2, and from FIG. 5, according to the cuvette 1 shown in FIG. It is almost the same as the KYUVET 33 of FIG. 7, and it is understood that it is good.
以上説明したキユベツトの試料注入孔の両側に合計で試
料注入孔の断面積の2倍を越えない断面積の微細孔を設
けたキユベツトを装着した無炎アトマイザを用いて塩化
ナトリウム2%を含む銅試料の測定精度を調べた結果、
従来、相対標準偏差(変動係数)で5〜7%であつた再
現性が3〜5%に改善された。Using a flameless atomizer equipped with a cubette, which has microholes having a cross-sectional area not exceeding twice the cross-sectional area of the sample injection hole on both sides of the above-mentioned sample injection hole of the cube, copper containing 2% of sodium chloride is used. As a result of examining the measurement accuracy of the sample,
Conventionally, the reproducibility, which was 5 to 7% in relative standard deviation (variation coefficient), has been improved to 3 to 5%.
以上説明したように、本発明によれば、コンタミネーシ
ヨンの防止、バツクグラウンド吸収の低減というキヤリ
アガスの本来の機能を損なわずに昇温時および高温時の
キヤリアガス等の熱膨張にともなう内圧の上昇および流
速の不安定さに起因する不安定要因を排除することがで
き、測定精度を向上させることができるという効果があ
る。As described above, according to the present invention, the internal pressure rises due to the thermal expansion of the carrier gas at the time of temperature rise and high temperature without impairing the original function of the carrier gas such as prevention of contamination and reduction of background absorption. Further, it is possible to eliminate an instability factor due to the instability of the flow velocity, and it is possible to improve the measurement accuracy.
第1図は本発明の原子吸光分析用無炎アトマイザの一実
施例を示す断面図、第2図は第1図のキユベツトの一実
施例を示す断面図、第3図は第2図に示すキユベツトの
原子化時の状態を示した図、第4図は本発明の効果を説
明するためのキヤリアガス流量とバツクグラウンド感度
比との関係を示す線図、第5図は同じくキヤリアガス流
量と銅感度比との関係を示す線図、第6図,第7図はそ
れぞれ従来のキユベツトの断面図である。 1……キユベツト、2……試料注入孔、3a,3b……電
極、4……ピペツト注入孔、5a,5b……電極ブロツク、6
a,6b……冷却水通路、8a,8b……窓、9……光軸、10…
…試料、11a,11b……キユベツト内部流路入口、12a,12b
……キユベツト外部流路入口、13……ガス制御部、19,2
0,21……流路調整機能付きの流量計、22,23……電磁
弁、24a,24b……微細孔。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the flameless atomizer for atomic absorption analysis of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the cuvette of FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the state of atomization of the cuvette, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the carrier gas flow rate and the background sensitivity ratio for explaining the effect of the present invention, and FIG. 5 is the same as the carrier gas flow rate and the copper sensitivity. A diagram showing the relationship with the ratio, FIG. 6 and FIG. 7 are cross-sectional views of a conventional cuvette. 1 ... Kivet, 2 ... Sample injection hole, 3a, 3b ... Electrode, 4 ... Pipet injection hole, 5a, 5b ... Electrode block, 6
a, 6b …… cooling water passage, 8a, 8b …… window, 9 …… optical axis, 10 ・ ・ ・
… Samples, 11a, 11b …… Introduction of the inner flow path of the cup, 12a, 12b
...... Cybet external flow path inlet, 13 ...... Gas control unit, 19, 2
0,21 …… Flowmeter with flow path adjustment function, 22,23 …… Solenoid valve, 24a, 24b …… Micropore.
Claims (2)
により発熱する円筒状のキュベット(1)の両端からキ
ュベット内に不活性のキャリアガスを流入させて、流入
したキャリアガスを前記試料注入孔(2)を通してキュ
ベット外部に流出させる原子吸光分析用の無炎アトマイ
ザにおいて、 前記キュベット(1)の円筒面に前記試料注入孔(2)
の中心に対してキュベット軸方向に左右対称に配置され
た少なくとも一対のキュベット内部調圧用の微細孔(24
a,24b)が穿設され、この微細孔(24a,24b)は、試料の
原子化段階でキュベット内圧が高温により上昇するとキ
ュベット内部のガスを逃してキュベット内圧を調圧する
ように孔の大きさ及び数が定められ、且つ、前記微細孔
(24a,24b)の孔の断面積の総和は、前記試料注入孔
(2)の断面積の2倍以下に設定したことを特徴とする
原子吸光分析用無炎アトマイザ。1. An inert carrier gas is flown into the cuvette from both ends of a cylindrical cuvette (1) which has a sample injection hole (2) in the center and generates heat by controlling energization. In a flameless atomizer for atomic absorption analysis, which flows out of the cuvette through the sample injection hole (2), the sample injection hole (2) is provided on the cylindrical surface of the cuvette (1).
At least a pair of fine holes for adjusting the internal pressure of the cuvette (24
a, 24b), and these micropores (24a, 24b) are of a size that allows the gas inside the cuvette to escape and regulate the cuvette internal pressure when the cuvette internal pressure rises due to high temperature during the atomization stage of the sample. And the number of the micropores (24a, 24b), and the total cross-sectional area of the micropores (24a, 24b) is set to not more than twice the cross-sectional area of the sample injection hole (2). Flameless atomizer for.
孔(2)までの距離を前記キュベット(1)の内径の1
〜2倍の間の距離に設定してある特許請求の範囲第1項
記載の原子吸光分析用無炎アトマイザ。2. The distance from the fine holes (24a, 24b) to the sample injection hole (2) is set to 1 of the inner diameter of the cuvette (1).
The flameless atomizer for atomic absorption spectrometry according to claim 1, wherein the distance is set to a distance between two times.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60247662A JPH0663969B2 (en) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | Flameless atomizer for atomic absorption spectrometry |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60247662A JPH0663969B2 (en) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | Flameless atomizer for atomic absorption spectrometry |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123335A JPS62123335A (en) | 1987-06-04 |
| JPH0663969B2 true JPH0663969B2 (en) | 1994-08-22 |
Family
ID=17166801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60247662A Expired - Lifetime JPH0663969B2 (en) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | Flameless atomizer for atomic absorption spectrometry |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663969B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2607675B2 (en) * | 1989-03-31 | 1997-05-07 | 株式会社日立製作所 | Atomic absorption spectrometer |
| JPH0317549U (en) * | 1989-07-04 | 1991-02-21 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5183395U (en) * | 1974-12-25 | 1976-07-03 | ||
| JPS5841338A (en) * | 1981-09-04 | 1983-03-10 | Hitachi Ltd | No-flame atomizer |
-
1985
- 1985-11-05 JP JP60247662A patent/JPH0663969B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS62123335A (en) | 1987-06-04 |
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