Meracia hlava typu LIBS na analýzu zlúčenín v prašnom prostredí a/alebo pri vysokej teplote

Číslo patentu: E 18310

Dátum: 12.01.2010

Autori: Monfort Guy, Bellavia Luigi, Noville Jean-françois

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Predložený vynález sa týka zariadenia obsahujúceho merací člen, ktorý má byt použitý vprostredí prašnom a/alebo horúcom aosobitnejšíe meracej hlavy LIBS optimalĺzovanejpre analýzu zmesi kvapalných a/alebo s vysokou teplotou.Predložený vynález sa kontinuálne pripája ku zlepšovaniam, ktoré sú prinášanć pre zariadenies meracou hlavou LIBS opísané v belgickej patentovej prihláške BE 2008/0271.Vmetalurgickom alebo sklárskom priemysle je zrozličných dôvodov predovšetkýmnevyhnutná chemická analýza kvapalných kúpeľov.Hlavné je určiť z nej zloženie, aby sa zabezpečila kvalita aosobitné vlastnosti koncového produktu. T 0 je prípad hliníka, nehrdzavejúcich oceli, skla atď. Je to tiež prípad pre zmesi,ktoré majú slúžiť na pokrytie daného podkladu pre zlepšenie jeho vlastností, ako napríkladkúpele zinku ajeho zmesí pre galvanizáciu, alebo hliníka pre hliníkové plechy.Ďalším dôvodom je môcť z tejto analýzy dedukovať odchýlky výrobného procesu a pôsobiť naň, aby sa zaručil jeho dobrý chod astabilné ñmgovanie. Je to predovšetkým prípad vo vysokej peci, kde meranie obsahu kremíka V liatíne umožní mať predstavu o teplote v nisteji ao jej vývoji. Pôsobiac dostatočne rýchlo na prevádzkové podmienky možno sa vyhnúť odchýlkam, ktoré je veľmi ťažké kompenzovať zpohľadu dôb reakcie dosť dlhých preVsúčasnosti pracovný postup na uskutočňovanie takýchto analýz spočíva najčastejšie v ručnom odoberaní, pomocou prispôsobenćho recipientu, vzorky z kvapalnćho kúpeľa. Táto je ochladená, potom zaslaná do analytického laboratória, kde sú vo všeobecnosti uskutočňované merania pomocou spektrometra alebo fluorescenčného prístroja s röntgenovým žiarením. Táto metóda vyžaduje prítomnosť operátora pri kvapalnom kúpeli ovysokej teplote, čo predstavuje nezanedbateľnć riziko. Navyše je nespojitou apočetodoberaných vzoriek je obmedzený z dôvodu nákladov. Konečne, časy prenosu a prípravyvzoriek spôsobujú, že výsledky nie sú získavané okamžite. Toto môže teda mať negatívnedôsledk , redovšetk m ked merania sú uskutočňované za cieľom re ulácie rocesu. Y P Y 8 PNedávno sa rozvinuli pokusy s meraním pomocou spektroskopickej metódy LIBS (LaserInduced Breakdown Spectroscopy - Laserom indukovaná iskrová spektroskopia). Táto metóda používa pulzný laser (impulzy typicky 10 ns) s výraznou energiou (typicky 100 až 1000 mJ), kde zväzok je sústredený na terč vytvorený kvapalným produktom, kde lokálne vytvára plazmu, ktorej emitované svetlo je analyzovanć spektrometrom (atómová emisná spektroskopia). Takto možno vďaka emitovanej intenzite so špecifickou vlnovou dĺžkouurčiť koncentráciu radu prvkov.Táto metóda je takto predstavená prostredníctvom R. Noll et al. (Laser-inuced breakdown spectroscopy - From research to industry, new frontiersefor process control - Laserom indukovaná iskrová spektroskopia - Od výskumu k priemyslu, nové hranice pre riadenie procesu, Spectrochimica Acta Part B, Vol. 63, 27 august 2008, strany ll 59 - ll 66) pre analýzu metalurgických vzoriek odobraných v struske v odplyňovacom vákuovom zariadeniumožňujúc rýchlejšiu analýzu na mieste ako s konvenčnými technikami.Táto metóda bola použitá s úspechom v priemyselnej fáze pre charakterizáciu kúpeľa skloviny. V tomto prípade systém LIBS bol umiestnený vo vzdialenosti dostatočnej k tomu,aby sa vyhlo účinkom tepla a svetlo je zachytávané pomocou teleskopu. Pre kúpele s kvapalným kovom je tento postup ťažko aplikovateľný, keďže prítomnost kysličníkov alebonečistôt na povrchu zhoršuje meranie.Tak teda boli vyvinuté systémy, vktorých zakončeníe trubice je ponorené pod povrch kvapaliny (pozrieť napriklad JP-A-60 0432644), M. SABSABl et al. Determinatíon of aluminium and iron content in molten zinc usin laser-induced breakdown spectroscopy ~ Stanovenie hliníka a železa vroztavenom zinku paužívajúc laserom índukovanú iskrovú spektroskopia - 3 rd International Conference LBS 2004, Sep. 28 - Oct l, 2004 Torremolinos, Spain). Laserový zväzok asvetlo plazmy prechádzajú cez túto trubicu. Rozličné postupy zabezpečujú, že priestor, kde sa vytvára plazma zostáva na konštantnej úrovni, aby sa zabezpečilo optimálne zaostrovanie lasera. Takéto systémy boli priemyselnepoužité pre zinok a hliník.Pre kovy s vyšším bodom tavenia tieto zariadenia nie sú vo všeobecnosti použiteľné, keďže salanie. ktorému sú vystavené laser aspektrometer je príliš intenzívne pre zabezpečenieV princípe určite komponenty (optické prvky) odolávajú zvýšeným teplotám a môžu V dôsledku toho sa nachádzať V relatívne menších vzdialenostiach od materiálov s vysokou teplotou. Predsa však môže byť zaujímavým držať ich na teplote oveľa nižšej a konštantnej,aby s vyhlo problémom so zameriavaním, zaostrovaním a rozdielnou dilatáciou. Navyše totoumožňuje podstatne zvýšiť ich životnosť.V súčasnosti, ked šošovky alebo iné optické komponenty sú umiestnené pri zóne s vysokou teplotou, je niekedy použité lokálne ochladzovanie, ale napriek všetkému to vyžaduje držať iné citlivé prvky v určitej vzdialenosti, čo kladie problémy prenosu laserového zväzkua záchytu svetla pochádzajúceho z plazmy.Takto boli na pilotných peciach uskutočnené testy, oddíaliac citlivé prvky ďalej od kúpeľa. Až na výnimočné prípady nie sú použiteľné v priemyselnej praxi keďže používajú prenos zväzkov so zrkadlami, kde regulácia je veľmi chúlostivá, predovšetkým ak sa má uskutočniť na niekoľkých metroch, kvôli tomu, aby sa citlivé prvky dali na chránené miesto (Ramaseder N., Gruber J., Heitz J., Baeuerle D., Meyer W., Hochoertler J. Spojité sledovanie chemického zloženia kovu vo vnútri metalurgických reaktorov s VAl-CON® Chem, RevuePredtým citovaná prihláška BE 2008/0271 navrhuje riešenie týchto problémov prenosu používaním osobitných vlákien, akými sú napríklad zafírové vlákna. Predsa však používanie osobitných vlákien vytvára ťažkosti spojené s potrebou získať zväzok malého priemeru na vstupe do tohto vlákna, rovnako ako s rizikom preskočenia elektrickej iskry do vzduchu vdôsledku veľmi zvýšenej hustoty výkonu alebo s chúlostivým využívaním vákuovéhopriestoru na zakončení vlákna.R. Noll et al. (Laser-inuced breakdown spectroscopy - aplication for production control and quality assurance in the steel industry - Laserom indukovaná iskrová spektroskopia aplikácie pre priemyselné riadenie azabezpečenie kvality voceliarskom priemysle,Spectrochemica Acta /Part B, Vol. 56, n° 6, 29 jún 2001, strany 637 - 649) navrhujú zariadenie LIBS pre analýzu oceľového kúpeľa pomocou žiaruvzdornej trubice ponorenej dokúpeľa, kde trubica je vybavená systémom ochladzovania. Vtomto zariadení lasera spektrometer sú umiestnené vedľa kúpeľa v ochrannej kazete a v dôsledku toho sa vyžadujúprostriedky prenosu laserového zväzku od kazety smerom ku žiaruvzdornej trubící.Okrem vplyvu tepla optické komponenty ako aj laserový zväzok musia rovnako byt chránené proti prípadným dymom a prachom, s ktorými sa stretávajú v bezprostrednom okolí kúpeľov privedených na vysokú teplotu. V prašných prostrediach je často vedený plynný prúd do trubice umiestnenej medzi analyzovanou kvapalinou aoptickým prvkom, ale známe zariadenia používajú široké trubice, čo zmenšuje rozmer optického prvku ateda citlivosťPredložený vynález ma za cieľ poskytnúť riešenie, ktoré umožní zbaviť sa nevýhod súčasnéhoVynález má za osobitný cieľ poskytnúť zariadenie chrániace meraciu hlavu typu LlBS predVynález rovnako má za cieľ umožniť merania V blizkosti kúpeľa privedeného na vysokúteplotu a takto sa vyhnúť problémom spojeným s prenosom laserového zväzku.Hlavné charakteristické prvky gnálezuPredložený vynález zverejňuje meracie zariadenie vybavené meracím členom určeným na chemickú analýzu kúpeľa privedeného na vysokú teplotu v prašnom prostredí avybavené ochladzovacím zariadením a ochranou proti dymom a prachom, obsahujúce základnú dosku,prednostne horizontálnu, umiestnenú nad analyzovaným kúpeľom a nesúcu utesnenú kazetu obsahujúcu citlivé prvky, ktoré treba ochraňovať, uvedené zariadenie je charakterizované tým, že obsahuje chladiace prostriedky tvoriace clonu voči sálaniu pochádzajúcemu z kúpeľa a zabezpečujúce odvod tepla prenášaného vedením, uvedené chladiace prostriedky obsahujú okruh chladenia vodou umiestnený v základnej doske prednostne horízontálnej a prinajmenej štyri vodné chladiče vytvárajúce hradbu okolo utesnenej kazety a namontované ako otáčajúcesa na základnej doske prostredníctvom pántov.Osobitne spôsoby vyhotovenia vynálezu zahrňujú jednu alebo viacero nasledujúcich

MPK / Značky

MPK: C21C 5/46, G01N 21/15, F27D 21/00, C21C 5/52, G01N 21/71

Značky: teplotě, analýzu, vysokej, zlúčenín, meracia, prašnom, prostředí, hlava

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e18310-meracia-hlava-typu-libs-na-analyzu-zlucenin-v-prasnom-prostredi-a-alebo-pri-vysokej-teplote.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Meracia hlava typu LIBS na analýzu zlúčenín v prašnom prostredí a/alebo pri vysokej teplote</a>

Podobne patenty