專利名稱：一種流動注射氫化物發生器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種分析測量儀器，具體地說是提供一種以流動注射氫化物發生一原子吸收分析聯用技術為基礎而設計的分析測量儀器-流動注射氫化物發生器。
80年代原子吸收氫化物發生法已成為砷、硒、鉍、銻等能形成共價氫化物的元素的主要分析手段。隨之氫化物發生儀器也成為原子吸收光譜儀的重要附件。然而這類氫化物發生儀器多采用間歇式操作，消耗試樣及試劑較多，干擾較大，也影響了系統的自動化。有些型號則結構復雜或玻璃部件較多，易出現故障。雖有少量廠家采用連續流動式的儀器，但靈敏度常有較大損失且上述缺點多數并未消除。有代表性的較先進的間歇式儀器有美國Perkln-Elmer(P-E)公司的MHS10及MHS-20氫化物發生器，90年代初開始把流動注射分析(FIA)技術用于氫化物發生一原子吸收光譜分析(HGAAS)，即把FIA分析速度快、試樣、試劑消耗少，重現性好的分析性能和靈活多樣的溶液處理手段與HGAAS結合起來，以克服上述不足。這種方法在實驗室工作中顯示出較好的優越性并得到迅速的發展。美國P-E公司在世界上首先推出了FIAS-200流動注射氫化物發生儀。該儀器性能可靠，顯示出FIA氫化發生法的優越性，但售價高昂。
本發明的目的是提供一種采用流動注射氫化物發生-原子吸收聯用技術而設計的分析儀器，這種儀器不但具備先進的流動注射氫化物發生儀的分析速度快、試劑、試樣消耗少，重現性好，抗干擾能力強，不污染工作環境等優點，而且儀器造價低與間歇式氫化物發生器相近。有利于流動注射氫化物發生-原子吸收分析法在實際分析工作中推廣應用。
本發明的流動注射氫化物發生器由蠕動泵、自動采樣閥、氣液分離器、原子化器、限流器及其它附件組成。
圖1為本發明的流動注射氫化物發生器結構及流路示意圖，圖中，1、蠕動泵;2、自動采樣閥;3、氣液分離器;4、原子化器;5、限流器;6、盤管;7、反應器。a、試劑通道;b、載流通道;c、采樣通道;d、廢液通道;E、載氣;S、進樣通道。具體地說蠕動泵采用鼓轉式泵頭、雙面壓蓋，且調壓體對壓蓋的壓力始終處于彈性壓力。驅動電機采用稀土永磁低速同步電機，具有轉矩大、轉速穩定、噪音低、泵管受力均勻，通道多的特點。自動采用閥其定子、轉子采用聚四氟乙烯和聚氯乙烯材料制成，死體積小、閥面耐磨且不易泄露，可耐較強酸、堿溶液和有機溶劑。石英原子化器由石英管和支架組成。其支架應具有通用性，能安裝在絕大多數原子吸收燃燒器上。氣液分離器是使系統中試樣、試劑反應后生成的氫化物，載氣與廢液在此進行分離，氣體進入原子化器，目前普遍采用的是由玻璃吹制的分離器。本發明的特征在于氣液分離器采用有機玻璃制作，其引出、引入口均采用壓管螺釘連接，內部填充有玻璃小球，氣體出口設計成圓錐形以有利于氣液分離和防止液滴賤出污染原子化器。本發明發生器的氣液分離器的詳細結構，由附圖2氣液分離器結構圖示出，圖中11、器體;12、引入口;13、廢液口;14、氣體出口;15、玻璃小球;16、內腔，附圖2所示氣液分離器，其器體11為一有機玻璃柱體，其內腔16中填充玻璃小球15。限流器是為減少發生器的系統阻力和儲備壓的變化造成載氣不穩定而設計的一種載氣限流器，其設計思想是把具有很大阻力的限流器作為發生器系統主要負載，因此系統本身阻力的變化可以忽略。本發明的特征在于發生器的限流器由內徑為0.1～0.07mm的微孔管，透氣膜和外套組成，微孔管和透氣膜可采用毛細管和聚四氟乙烯膜制成附圖3為限流器結構示意圖，圖中21、器體;22、微孔管;23、透氣膜;24、引出螺絲。為便于測量在限流器出口設置切換閥，同時這種限流器可直接安裝在氣瓶上的氣壓表上，使用調整方便。這種結構限流器可對氣體形成較大阻力，從而使載氣系統形成高備壓，低流速的合理狀態，以獲得穩定的載氣流，極大地改善了儀器的分析測定精度。
本發明發生器的流路設置是用蠕動泵1的兩個通道a、b分別泵取載流和試劑流，用另外兩個通道c、d分別抽取試樣和經氣液分離器3分離出來的廢液。試樣經自動采樣閥2S進樣通道注入到載流中，在盤管7中經一定程度分散，與試劑匯合。在反應管8中發生氫化物生成反應，生成的氫化物、氫氣與載氣匯合后到達氣液分離器3。分離出的氣體混合物進入原子化器4，氫化物被解離為自由的基態原子，從而得到吸收信號。下面通過實施例對本發明的技術給予進一步的說明。
實例1，流動注射氫化物發生器的制備按附圖2所示氣液分離器的結構，以有機玻璃為原料制成圓柱形氣液分離器3，其內腔16體積約為5厘米3，內填充Φ2毫米的玻璃小球，內腔16的混合氣體出口14端應成錐面。再按附圖3所示限流器的結構，以不銹鋼制成限流器體24，其內徑為0.05mm微孔管2，加由聚四氟乙烯膜墊23，并用引出螺釘25將透氣膜23固定，引出螺釘25的另一端接發生器載氣入口。本發明發生器的其它部分蠕動泵1、自動采用閥2及原子化器可參照普通技術制造而成。盤管6和反應管7用內徑0.7毫米，長60厘米兩段聚四氟乙烯管制成。將上述部件按附圖1所示流路設置圖組裝成發生器，其組裝過程可參照常規作技術，完成本發明的發生器制備。
實例2，本發明發生器氣液分離器分離性能試驗利用實例1所制備的發生器，采用三種不同氣液分離器進行對比試驗，在附圖1所示的流路設置圖中用玻璃柱霧滴收集器G收集送出的液體，然后用蒸餾水反復洗滌柱及填充物至無酸性，使收集到的液體及其中可能攜帶的Na洗脫下來，用蒸餾水定容到50ml，然后在火焰原子吸收589.0nm處進行測定。根據測得鈉的量以及消耗的硼氫化鈉中所含的鈉的總量之比，比較三種氣液分離器的分離效果。對三種分離器在1小時內收集到的鈉的測定結果列于表1，表1 氣液分離器分離效果比較
注1 負載長6米，內徑0.7毫米的反應器;后備壓24kg/cm2注2儀器操作條件
1、原子吸收分光光度計(WFX-10型)波長5890埃狹縫0.2毫米燈電流2毫安占空比1∶4空氣壓力 3公斤/厘米2乙炔壓力 0.9公斤/厘米2空氣流量6.5升/分乙炔流量1.1升/分2、流動注射氫化物發生器Ar氣壓力 10公斤/厘米2Ar氣流量120毫升/分采樣體積400微升載流流速10毫升/分硼氫化鈉流速2毫升/升廢液流速24毫升/分采樣流速10毫升/分反應管長度60厘米(內徑0.7毫米)氣體出口導管內徑1.0毫米采樣時間(Load)15秒注射時間(Inject)15秒3、玻璃柱霧滴收集器長5厘米，內徑5毫米的玻璃柱，內部充填泡沫塑料。
二、試劑所用試劑均為分析純，用去離子水配制溶液。
1、鈉標準溶液用1000微克/毫升鈉標準儲備液經2%HCl逐級稀釋成0.4，0.8和1.2微克/毫升的標準工作液。
2、0.5% NaBH4于0.5% NaOH溶液中。
3、IMHCl(載流)。
實施例3本發明發生器中限流器的穩壓作用試驗為證實本發明發生器的限流器的穩壓作用，用實例1所制備儀器，觀測在有限流器和沒有限流器(直接將氣瓶減壓后的載氣通入發生器載氣入口)的情況下，當流路中增加負載和減少負載情況下氣體流速的變化如表2。
表2限流器對氣流穩定作用試驗結果無限流器有限流器無負載190毫升/分190毫升/分有負載50毫升/分190毫升/分實例4，本發明發生器用于流動注射氫化物發生法測定硒用實例1所制發生器，按下述操作條件進行硒測定，以20微克/升硒標準液11次測定結果計算出相對標準偏差，其值為0.9%，檢出限為0.04微克/升，特征濃度為0.37微克/升，相關系數為0.9999。
一、儀操操作條件1、原子吸收分光光度計(WFX-1D型)波長1960埃狹縫0.5毫米燈電流2毫安占空比1∶4.5空氣壓力 3公斤/厘米2乙炔壓力 1.0公斤/厘米2空氣流量6.5升/分乙炔流量1.0升/分2、流動注射氫化物發生器Ar氣壓力 15公斤/厘米2Ar氣流量120-180毫升/分石英管距燃燒頭高度7毫米采樣體積400微升載流流速10毫升/分硼氫化鈉流速2毫升/分廢液流速24毫升/分采樣流速6毫升/分反應管長度60厘米(內徑0.7毫米)氣體出口導管內徑1.0毫米采樣時間(Load)10秒注射時間(Inject)8秒3、多量程臺式記錄儀(上海大華儀器廠)5毫伏滿標，紙速8毫米/分二、試劑所用試劑均為分析純，用去離子水配制溶液。
1、硒標準溶液用1000毫克/升Se(IC)儲備液經1MHCl逐級稀釋配成5，10，15和20微克/升標系列工作液;
2、0.5% NaBH4于0.5% NaOH中;
3、IMHCl(載流)。
由上述實例，本發明的發生器所設計的氣液分離器加工制作簡單，使用方便，分離效果好，而載氣限流器不但制作簡單，安裝使用方便，體積小且對氣體形成較大阻力，能獲得穩定的載氣流。同時采用這種裝置進行穩壓，不僅在氫化物發生器，而且在其它載氣系流如氣相色譜中也能得到應用。本發明所提供的發生器，其性能可靠，安裝操作簡單，具有與各種原子吸收聯用的通用性，可進行氫化物發生法外的其它流動注射分析。此外這種儀器造價低，具有優越的性能價格比，其價格與間歇式氫化物發生器相近，僅為同類進口產品的1/8。因此本發明的儀器易于被廣泛應用。
權利要求
1.一種流動注射氫化物發生器由蠕動泵、自動采樣閥、氣液分離器、原子儀器及其它附件組成，其特征在于(1)氣液分離器，采用有機玻璃制作，同時分離器體內填充有機玻璃小球；(2)該發生器中加有限流器，限流器由內徑為0.07～0.1mm的微孔管，透氣膜及外套組成，該限流器可直接安裝在氣瓶上的氣壓表上。
2.按照權利要求1所述的發生器，其特征在于氣液分離器4的氣體出口14設計成圓錐形出口。
3.按照權利要求1所述的發生器，其特征在于限流器的微孔管可采用不銹鋼毛細管，透氣膜可采用聚四氟乙烯膜制成。
全文摘要
一種流動注射氫化物發生器，由蠕動泵、自動采樣閥、氣液分離器、原子化器、限流器及附件組成，它的氣液分離器采用有機玻璃制作，同時分離器體內填充有機玻璃小球。它的限流器可由不銹鋼毛細管制的微孔管及聚四氟乙烯制的透氣膜制成。這種儀器性能可靠安裝操作方便，具有與各種原子吸收聯用的通用性，可進行氫化物發生法外的其它流動注射分析。此外，這種儀器造價低，具有優越的性能價格比，其價格與舊式間歇式氫化物發生器相近，僅為同類先進產品的1/8。
文檔編號G01N21/31GK1083927SQ9210988
公開日1994年3月16日 申請日期1992年9月9日 優先權日1992年9月9日
發明者方肇倫, 李俊祥 申請人:中國科學院沈陽應用生態研究所