1. Cathode
La cathode est réalisée à partir de l'élément analysé ou d'une substance contenant l'élément analysé. Si le métal est stable dans l'air et a un point de fusion élevé, le matériau de la cathode utilise généralement un métal pur (comme l'argent). Si le métal lui - même est plus fragile, une poudre métallique frittée (par exemple, manganèse, tungstène) est généralement utilisée. Si le métal lui - même est relativement actif dans l'air ou a une pression de vapeur relative élevée, on utilise généralement des oxydes ou des halogénures du métal (p. ex., cadmium, sodium). La technologie des poudres est également appliquée à la fabrication de lampes Multi - éléments contenant plusieurs métaux analysés.
Le diamètre de la cathode est également très important car l'intensité d'émission de la lampe dépend de la densité de courant.
2. Gaz encapsulé
Le gaz encapsulé doit être un gaz monomoléculaire pour éviter le spectre de Vibration moléculaire, de sorte que des gaz rares inertes sont généralement utilisés. Le gaz d'encapsulation utilise généralement du néon ou de l'argon, le néon est le choix. Ceci est dû au fait qu'il a un potentiel d'ionisation plus élevé pour avoir une intensité d'émission plus élevée. L'argon n'est utilisé que si la raie d'émission du néon est très proche de celle de l'élément mesuré. Le faible nombre de masses utilisées pour l'hélium entraîne non seulement un effet de pulvérisation nettement moindre, mais également une réduction de la durée de vie de la lampe en raison de son épuisement rapide du gaz.
L'épuisement du gaz à basse pression encapsulé est dû à l'absorption du matériau de surface de la lampe. Lorsque la pression du gaz encapsulé est inférieure à la valeur spécifiée, il ne peut pas être déchargé en permanence, lorsque la durée de vie de la lampe atteint sa fin. Bien que la lampe puisse encore s'allumer, elle ne peut plus émettre les lignes de résonance de l'élément mesuré.
3. Anode
Une anode est une électrode ordinaire qui fournit simplement une tension de bombardment de décharge. Les matériaux anodiques utilisent généralement du zirconium, car c'est un « getter». Cette caractéristique est expliquée dans la section « 5 traitements » ci - dessous.
4. Enveloppe
Les électrodes sont généralement encapsulées à l'aide d'un verre contenant des vitrages optiques en quartz ou en verre borosilicaté spécial. Le matériau de la fenêtre de chemin de lumière est déterminé par la ligne d'émission de la lampe élémentaire. Étant donné que la plupart des éléments ont des raies d'émission inférieures à 300 nanomètres, un matériau en quartz doit être utilisé à ce stade. Au - dessus de cette longueur d'onde, on utilise généralement du verre borosilicaté.
5. Traitement
Les étapes de traitement sont essentielles à la fabrication de lampes hautes performances. Le but principal du traitement est d'éliminer la contamination pour la purification.
L'étape de traitement consiste principalement à aspirer et à maintenir une température élevée appropriée à l'extérieur de la lampe.
L'étape de traitement permet d'inverser la polarité pour que l'anode en zirconium se transforme en cathode. Pour les impuretés gaz oxygène et hydrogène zirconium électrode est un bon "getter", donc utiliser cette électrode peut se débarrasser des impuretés gaz. Lors de la décharge, il y aura une couche de zirconium reposant sur l'enveloppe de la lampe.
Près de l'anode, il y aura un film noir. Cette couche de film actif est capable d'absorber les impuretés gazeuses, permettant la purification du gaz dans la lampe. Jusqu'à ce que le gaz pur après zui remplit toute la lampe, puis la fermeture est effectuée. Les lampes traitées doivent encore être testées pendant plusieurs heures.
Fonctionnement des lampes à cathode creuse
Deux paramètres principaux influencent les résultats de l'analyse. Respectivement:
A) le courant de la lampe à cathode creuse qui influe sur l'intensité de l'émission.
B) Largeur de bande spectrale (fente) sur l'instrument contrôlant les raies spectrales
Afin de faciliter le choix de ces deux paramètres par l'utilisateur, Varian lui fournit les conditions de fonctionnement recommandées pour chaque lampe. Toutefois, dans un cas particulier, pour obtenir de meilleurs résultats d'analyse, il est nécessaire d'apporter de légères modifications aux conditions opératoires prévues. Le choix des conditions opératoires dépend de la précision à obtenir pour un échantillon analysé au voisinage de la limite de détection ou du respect de la relation linéaire sur une plus grande plage de concentrations.
1. Courant de lampe
L'augmentation du courant de la lampe a pour effet d'augmenter l'intensité d'émission de la lampe, comme représenté sur la figure 2.
L'intensité d'émission de la lampe affecte la taille du bruit de base (absorption) dans le signal d'analyse déterminé. La stabilisation de la ligne de base est essentielle pour garantir une bonne précision et des limites de détection.
Étant donné que l'intensité du bruit de base est inversement proportionnelle à l'intensité d'émission de la lampe, plus l'intensité d'émission de la lampe est élevée, plus le bruit de base est faible (Figure III).
Vu en surface * Il est important de noter que le courant défini doit être inférieur au courant nominal de la lampe. Mais ce n'est pas si simple en fait.
Lorsque le courant de fonctionnement dépasse le courant recommandé plus, il se produit un phénomène d'auto - amorçage qui provoque l'élargissement de la ligne d'émission. Comme le nuage atomique à l'avant de la cathode absorbe les lignes de résonance émises par sa propre cathode, c'est comme inverser les lignes d'émission originales.
La distorsion de la ligne d'émission entraîne une diminution de la sensibilité
Cette distorsion affecte également la linéarité de la courbe, avec par example un élément cadmium de très bonne linéarité, figure 5. Il est à noter que cet exemple est réalisé avec des éléments très bien linéaires. Ce phénomène de certains autres éléments n'est même pas évident
Un courant de lampe trop élevé accélère l'effet de pulvérisation et raccourcit la durée de vie de la lampe. Il est plus évident pour les lampes à éléments volatils zirconium.
Un courant de lampe plus élevé est recommandé lorsque la concentration de l'échantillon déterminée est proche de la limite de détection (où le bruit de base est important). La perte de sensibilité induite par l'augmentation du courant de la lampe pour certains éléments n'est pas évidente.
D'autre part, un courant de lampe plus faible favorise la linéarité de la courbe et étend la plage de détermination, mais cela doit se faire au détriment du bruit de base.
Il est clair que le choix éclectique permet à la fois d'obtenir une meilleure sensibilité avec un rapport signal sur bruit élevé et de tenir compte de la durée de vie de la lampe élémentaire. Le manuel d'utilisation Varian dispose de paramètres recommandés pour chaque lampe élémentaire.
2. Intensité de la lampe
Chaque ligne d'analyse de chaque lampe à cathode creuse a une intensité caractéristique liée au rapport signal sur bruit du spectromètre à absorption atomique. Plus l'intensité de la ligne d'analyse est élevée, plus le rapport signal sur bruit est élevé. Il est tout à fait normal que les niveaux de bruit varient considérablement entre les lampes des différents éléments. Par exemple, le bruit à 328,1 nm pour une lampe à élément d'argent est nettement inférieur à celui à 248,3 nm pour une lampe à élément de fer, et la figure VII énumère deux cas de bruit.
Il est à noter que les performances de la photocathode du photomultiplicateur sont également l'une des causes du bruit. Les Tubes photomultiplicateurs utilisés par Varian ont tous une réponse élevée dans une large gamme de longueurs d'onde.
3. Bande passante spectrale
La largeur de bande spectrale affecte la capacité de séparation spectrale de la ligne d'analyse. La taille de la bande passante spectrale est déterminée par la proximité de la ligne d'analyse (Figure VIII).
Un balayage Spectral d'une lampe à antimoine à partir de la figure VIII a révélé que si l'on utilise 217,6 nm de zui intense, la largeur de bande spectrale doit être inférieure à 0,3 nm pour éviter les raies d'interférence de 217,9 nm. La taille de la largeur de bande spectrale * peut être déterminée en étudiant la largeur de bande spectrale et en analysant le diagramme de variation du signal d'absorption de la solution (Figure IX).
4. Temps de préchauffage
La stabilisation du signal de la lampe à cathode creuse est très importante. La lampe à cathode creuse ordinaire a besoin d'une période de préchauffage après l'allumage afin que la lampe atteigne un état d'équilibre de sortie stable.
Il est très important pour le préchauffage des instruments à faisceau unique. Pour un instrument à faisceau unique (spectraa - 110), la modification de l'intensité d'émission de la lampe affecte la ligne de base de l'instrument, c'est - à - dire que la dérive de la ligne de base est la dérive de la lampe. Un préchauffage suffisant doit donc être effectué de manière équivalente avant la détermination. Pour la plupart des lampes element, Préchauffez - les pendant 10 minutes. Alors que les lampes Multi - éléments as, P, TL et Cu / Zn prennent plus de temps à chauffer.
Pour les instruments à double faisceau, l'instrument compense le faisceau de l'échantillon en comparant en continu l'intensité du faisceau de référence. Pour les instruments utilisant des fréquences de 50 et 60 hertz, les faisceaux d'échantillon et de référence sont comparés toutes les 20 ou 16 millisecondes.
Pour les instruments à double faisceau, l'effet du préchauffage n'est pas évident. Cependant, lors de l'analyse de l'échantillon, une courte période de préchauffage est nécessaire. Cela est dû au fait que le profil de la ligne d'émission de la lampe change quelque peu pendant la phase de préchauffage et a un impact moindre sur le résultat. Pour les instruments à double faisceau, la correction du point zéro doit être effectuée fréquemment.
Il convient de noter que, bien qu'il n'y ait qu'un seul chemin optique pour l'absorption atomique de type Zeeman, il s'agit d'un véritable instrument à double chemin optique lors de l'analyse d'échantillons.
5. Lampe Multi - éléments
La lampe Multi - éléments zui - multi peut être composée de six éléments différents. Ces éléments sont réalisés en cathode au moyen d'une poudre d'alliage. Ce type de lampe est pratique à utiliser, mais a ses propres limites.
Tous les mélanges Multi - éléments ne peuvent pas être utilisés, car les raies d'émission de certains éléments sont si proches qu'elles interfèrent les unes avec les autres. Les conditions d'utilisation de la lampe Multi - éléments sont généralement différentes de celles de la lampe mono - élément et nécessitent que l'utilisateur tâtonne soigneusement. Grâce à l'avantage linéaire de la courbe de correction, les résultats d'analyse des lampes mono - éléments sont généralement supérieurs à ceux des lampes Multi - éléments. Mais la gamme d'applications des lampes Multi - éléments est son avantage en comparaison.