АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ УЧЕБНЫХ ЦЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области техники, предназначенной для количественного анализа химических элементов в жидких средах методом атомно-абсорбционной спектроскопии и является устройством (спектрометром) для обеспечения учебного процесса по аналитической химии, спектроскопии, молекулярной биологии и другим дисциплинам в высших учебных заведениях химического, физико-технического и биологического профиля. К спектрометрам для учебных целей предъявляются следующие требования:
- наличие в составе типовых функциональных узлов, присутствующих в промышленных образцах атомно-абсорбционных спектрометров;
- доступность ознакомления с внутренним устройством;
- простое управление;
- безопасность работы;
- относительно низкая стоимость.
Вместе с тем требования по спектральным характеристикам (спектральный диапазон и разрешение, диапазон измеряемой оптической плотности и т.п.) и аналитическим параметрам (количество определяемых элементов, их характеристические концентрации и пределы обнаружения) могут быть снижены.
Аналогом полезной модели является спектрометр с атомизацией в пламени «Спектр-5-4» [1]. Присущие ему оригинальные технические решения обеспечивают стабильность базовой линии, эффективную коррекцию фонового поглощения в большом интервале соотношения интенсивностей, что гарантирует высокую производительность, надежность и точность анализов. Спектрометр работает на четырех смесях газов - пропан-бутан-воздух, пропан-бутан-закись азота, ацетилен-воздух, ацетилен-закись азота и комплектуется соответствующими сменными частями - блоками подготовки газов-реагентов и комплектом горелок для соответствующих газовых смесей. Безопасность работы спектрометра обеспечивают автоматический поджог пламени, защита при сбое электропитания, система распознавания типа горелки, автоматическое отключение подачи
газов при исчезновении пламени, контроль пламени, автоматическое тушение пламени при всех режимах работы.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции системы газовой автоматики, обеспечивающей выбор и подачу одной из четырех возможных смесей газов, системы обеспечения безопасности при использовании взрывоопасных газовых смесей. Наличие такой сложной системы значительно удорожает устройство. Высокая стоимость таких устройств сдерживает широкое внедрение их в систему обучения. Кроме того, конструкция устройства имеет закрытый корпус, не предназначенный для изучения устройства и работы внутренних функциональных узлов.
Прототипом полезной модели является спектрометра «Квант-2А» [2]. Данное устройство обладает всеми достоинствами аналога. Однако, как и аналог данный спектрометр сложен в управлении, работает на взрывоопасных газовых смесях, имеет относительно высокую стоимость. Доступ к внутренним функциональным узлам ограничен.
Целью предлагаемой полезной модели является применение атомно-абсорбционного спектрометра в качестве устройства для учебных целей.
Поставленная цель достигается тем, что на основе атомно-абсорбционного спектрометра «Квант-2А», имеющего в своем составе источник линейчатого спектра, корректор неселективного поглощения, распылитель, камеру смешения с предохранительной заглушкой, выполненной из пластмассы и направленной в противоположную от оператора сторону, горелку, монохроматор, фотоприемник, блок газовой автоматики, электронный блок обработки сигнала и управления, создано устройство, отличающее тем, что с целью применения атомно-абсорбционного спектрометра в качестве устройства для учебных целей, а именно, осуществления доступности ознакомления с внутренней конструкцией устройства, повышения безопасности работы и снижения стоимости,
корпус снабжен откидывающимися крышками, обеспечивающими доступ к оптическому блоку, монохроматору, фотоприемнику, блоку газовой автоматики, электронному блоку обработки сигнала и управления, причем блок газовой автоматики обеспечивает подачу только двух газов - воздуха и пропана, при этом датчик наличия пламени управляет единственным клапаном для отсечки пропана, а в составе устройства имеется одна горелка.
Перевод спектрометра на использование одной горючей смеси - пропан-бутан-воздух, практически устраняется вероятность взрыва при случайном проскоке внешнего пламени внутрь камеры смешения, что довольно часто происходит при работе на других вышеперечисленных газовых смесях. Данное решение существенно повышает безопасность при работе на нем учащегося персонала. Работа спектрометра на пламени пропан-бутан-воздух уменьшает количество определяемых химических элементов с 50 до 20. Однако, этого вполне достаточно для применения данной полезной модели в качестве учебного прибора. Значительное упрощение дорогостоящего блока газовой автоматики - перевод его на 2-х канальное управление, и одновременное уменьшение количества горелок до одной существенно снизило стоимость изготовления по сравнению с известными промышленными образцами. Наличие откидывающихся крышек в корпусе позволяет знакомиться с устройством и работой основных функциональных узлов спектрометра. Все это позволяет рассматривать предлагаемую полезную модель как атомно-абсорбционный спектрометр для учебных целей.
Литература
1. Атомно-абсорбционный спектрометр «СПЕКТР-5-4». ОАО Союзцветметавтоматика. г.Москва. - http://www.scma.ru/ru/products/1-1.htm1 - 2006.
2. Атомно-абсорбционный спектрометр «КВАНТ-2А». ООО «КОРТЭК». г.Москва. - http://www.cortec.ru/mdex.php?ss=kvanta-2006.