Quang Kế Ngọn Lửa – Flame Photometer: Cấu Tạo & Ưu Điểm – H2TECH

Quang kế ngọn lửa là thiết bị phân tích được sử dụng trong hóa học để đo nồng độ của một số nguyên tố kim loại (như natri, kali, liti, canxi) trong mẫu. Mẫu được đưa vào ngọn lửa, các nguyên tố bị bốc hơi và ion hóa, tạo ra ánh sáng có bước sóng đặc trưng. Nguyên tắc của phương pháp dựa trên phép đo cường độ ánh sáng phát ra khi kim loại được đưa vào ngọn lửa. Cường độ ánh sáng phát ra tỷ lệ thuận với nồng độ của nguyên tố trong mẫu, sau đó được đo bằng bộ tách sóng quang và được sử dụng để xác định nồng độ của nguyên tố.

Cấu Tạo Máy Quang Kế Ngọn Lửa

Về cơ bản, Quang kế ngọn lửa bao gồm sáu bộ phận: bộ điều chỉnh áp suất cho khí và không khí, bộ phun sương, đầu đốt, hệ thống quang học, đầu dò quang học và dụng cụ để chỉ thị hoặc ghi lại đầu ra của đầu dò.

Bộ Điều Chỉnh Áp Suất

Áp suất không khí có ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo quang kế ngọn lửa. Áp suất không khí được cung cấp từ một nguồn trung tâm và được dẫn vào quang kế thông qua một kết nối làm bằng ống đồng. Áp suất, từ 60 đến 90 pound tại nguồn, được giảm xuống điểm mong muốn bằng bộ điều chỉnh trong thiết bị. Áp suất cuối cùng, thường là từ 10 đến 25 pound, được lựa chọn bằng thực nghiệm để phù hợp với nhu cầu của từng trường hợp. Người ta thấy không cần thiết phải lọc không khí trong các nghiên cứu này.

Đầu Đốt

Nhiệm vụ chính của đầu đốt là khi được cung cấp khí và không khí ở áp suất không đổi, nó sẽ tạo ra ngọn lửa ổn định.

Nhiệt độ ngọn lửa cần đủ cao để kích thích các kim loại mong muốn, chủ yếu là kim loại kiềm, phát ra ánh sáng; nhưng sẽ không đủ để kích  thích những kim loại có khả năng gây nhiễu quang học mà hệ thống lọc quang không thể loại bỏ được.

Buồng đốt thường được bảo vệ bằng một ống khói, giúp bảo vệ ngọn lửa khỏi các luồng không khí, cung cấp không gian để ổn định cho ngọn lửa, giúp hạn chế ánh sáng không ổn định từ lưới đầu đốt, cạnh và đuôi ngọn lửa và ánh sáng từ môi trường ngoài đến được tế bào quang điện. Ống khói cũng có các ô lưới hoặc cửa chớp để thông gió trong khu vực xung quanh ngọn lửa, tránh làm thiết bị quá nóng.

Buồng Phun

Chức năng của bộ phun là đưa các giọt mẫu cực mịn trong dung dịch nước vào nguồn cung cấp không khí cho đèn đốt. Dung dịch mẫu có thể chứa các axit, kiềm, chất oxy hoá hoặc chất khử mạnh nên vấn đề rất quan trọng. Bộ phun bằng thuỷ tinh hoặc thép không gỉ được chứng minh là vật liệu hợp lý. Hai loại bộ phun chính được sử dụng phổ biến: (a) bộ phun sương tạo ra sol khí đi qua buồng phun trước khi chạm tới ngọn lửa, và loại (b) một vòi phun trực tiếp vào ngọn lửa.

 Loại thứ nhất được chế tạo với hai ống mao dẫn được bịt kín vào thành bình thủy tinh sao cho các lỗ của chúng vuông góc với nhau. Luồng không khí từ đầu của một ống mao dẫn gây ra lực hút ở ống kia đủ để hút mẫu qua nó. Do đó, mẫu đi vào luồng không khí được chia thành các giọt nhỏ, phần lớn hơn sẽ tích tụ trên thành bình và chảy vào cống. Các giọt nhỏ hơn, bao gồm sương mù ảo, được luồng không khí mang vào vòi đốt, nơi chúng được trộn kỹ với khí đốt thông thường.

Bộ phun loại hai có thể được chế tạo như trong hình (a), sử dụng hai kim tiêm bằng thép không gỉ. Bộ phun này có ưu điểm quan trọng là cho phép loại bỏ các đầu tip để làm sạch hoặc thay đổi các kích cỡ lỗ khoan khác nhau, tuỳ thuộc vào độ nhớt của mẫu được nguyên tử hoá.

Loại ba (Hình (b)) được cấu tạo từ hai ống thuỷ tinh đồng tâm. Ống bên trong, nơi không khí đi qua, bị co lại để tao thành lỗ có đường kính khoảng 1 mm, trong khi lỗ ngoài có đường kính khoảng 2 mm. Mẫu được đưa vào không gian hình khuyên giữa hai ống thông qua một nhánh bên. Hai ống này có thể được bít kín lại với nhau để tạo thành một đơn vị duy nhất hoặc được nối với nhau bằng một miếng đệm thuỷ tinh mài có thể hoán đổi cho nhau. Phương pháp thứ hai cho phép dễ dàng làm sạch và điều chỉnh các đầu.

Do lực hút ở lỗ của ống mẫu, có thể đưa mẫu vào theo hai cách. Thay vì đổ mẫu vào phễu như minh họa trong Hình 3, mẫu có thể được hút ngược lên từ cốc có mỏ thông qua ống mao dẫn mẫu uốn cong.

Hệ Thống Quang Học

Chức năng của hệ thống quang học là thu thập ánh sáng từ phần ổn định nhất của ngọn lửa, chuyển đổi thành ánh sáng đơn sắc và sau đó hội tụ nó vào bề mặt cảm quang. Để tách ánh sáng mong muốn, sự kết hợp của các bộ lọc đơn giản đạt yêu cầu, các bộ lọc cụ thể được sử dụng tùy thuộc vào kim loại được đo và đường cong phản ứng quang phổ của thiết bị phát hiện.

Đầu Dò Cảm Quang

Có ba loại đầu dò được sử dụng:

(1) Các tế bào lớp đệm. Đây chỉ là thỏa đáng cho các bộ lọc đơn giản.

(2) Ống quang chân không. Các ống này yêu cầu nguồn điện bên ngoài, không giống như các tế bào có lớp rào cản và đầu ra của chúng thường được khuếch đại trước khi đo.

(3) Các ống nhân quang điện dễ dàng là đầu dò thích hợp nhất để sử dụng trong phép đo quang ngọn lửa. Dòng quang điện được khuếch đại bên trong ống sao cho có thể phát hiện và đo chính xác các mức ánh sáng thấp hơn nhiều so với khả năng của ống quang điện chân không có bộ khuếch đại. Cần có một nguồn điện áp cao ổn định lên đến 2000 vôn để vận hành các ống nhân quang. Những ống này hầu như được sử dụng phổ biến trong các thiết bị hiệu suất cao và rất cần thiết nếu muốn đạt được lợi thế của việc sử dụng độ rộng dải hẹp.

Đo Lường Phát Xạ

Sự phát xạ của phần tử được chọn có thể được trình bày theo nhiều cách. Dễ dàng hài lòng nhất là điện kế đọc trực tiếp. Trong khi hầu hết các công cụ đơn giản sử dụng phương pháp này, một số công cụ đắt tiền hơn sử dụng phương pháp nullpoint.

Đối với các nghiên cứu nâng cao và đầy đủ hơn, các thiết bị ghi lại sự phát xạ trong khi bước sóng thay đổi liên tục sẽ cung cấp nhiều thông tin hơn so với các phương tiện khác có thể dễ dàng thu được.

Ưu Điểm Của Quang Kế Ngọn Lửa – Flame Photometer

Nhanh Hơn, Tiết Kiệm Hơn!

Nếu bạn đang tìm kiếm một cách tiết kiệm chi phí để đo các ion kim loại trong phòng thí nghiệm của mình, thì quang phổ kế ngọn lửa là một lựa chọn tuyệt vời. Mặc dù một số phòng thí nghiệm có thể đầu tư các thiết bị cao cấp như máy sắc ký khí và khối phổ kế, nhưng nhiều phòng thí nghiệm cần phải tiết kiệm và kéo dài quỹ nghiên cứu hết mức có thể. Quang phổ kế ngọn lửa cung cấp một giải pháp đáng tin cậy, đơn giản, nhanh chóng và hiệu quả, không yêu cầu kỹ năng kỹ thuật cao hoặc đầu tư lớn về thời gian hoặc nguồn lực.

Quang phổ kế ngọn lửa đặc biệt nhạy cảm với các kim loại Nhóm I và Nhóm II có giá trị thấp, bao gồm Natri, Kali, Canxi, Bari và Liti, là những kim loại quan trọng trong sinh học, phân tích y tế và hóa học. Với sự đào tạo tối thiểu, ngay cả một trợ lý phòng thí nghiệm mới làm quen cũng có thể nhanh chóng học cách sử dụng quang kế ngọn lửa một cách hiệu quả, khiến nó trở thành một giải pháp dễ tiếp cận cho các phòng thí nghiệm ở mọi cấp độ.

Một trong những lợi ích chính của quang kế ngọn lửa là chi phí thấp. Vật tư tiêu hao là tối thiểu và giới hạn ở nước khử ion, dung dịch kiểm soát hiệu chuẩn, cốc đựng mẫu và nhiên liệu ngọn lửa. Các mô hình mới nhất thậm chí còn đi kèm với máy nén khí trong khí quyển tích hợp. Các loại khí thông thường như Methane, Propane và Butane có thể được sử dụng để đạt được các nhiệt độ khác nhau tùy thuộc vào chất được thử nghiệm.

Phép trắc quang ngọn lửa cũng rất phù hợp với tự động hóa, với báo cáo và giám sát kỹ thuật số cho phép thu thập dữ liệu tập trung và phân tích thời gian thực. Ví dụ, trong một nhà máy xử lý nước, có thể sử dụng nhiều quang kế ngọn lửa được hiệu chuẩn cho các chất khác nhau để theo dõi nước đầu vào và nước thải, cũng như các chất ở các giai đoạn xử lý khác nhau. Quá trình tự động hóa này giúp giảm khả năng xảy ra lỗi do con người gây ra và đảm bảo rằng dữ liệu được ghi lại một cách chính xác và nhất quán.

Tóm lại, quang kế ngọn lửa đáng tin cậy, đơn giản, nhanh chóng, hiệu quả, kinh tế, dễ bảo trì và không đòi hỏi trình độ kỹ năng cao. Chúng cung cấp giải pháp tiết kiệm chi phí cho các phòng thí nghiệm đểđo các ion kim loại và đặc biệt nhạy cảm với các kim loại Nhóm I và Nhóm II ở mức độ thấp. Với khả năng tự động hóa và báo cáo kỹ thuật số, trắc quang ngọn lửa có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng trong nghiên cứu và công nghiệp, trở thành một công cụ có giá trị cho bất kỳ phòng thí nghiệm muốn duy trì ngân sách nghiên cứu.

(1) R. Bowling Barnes, David Richardson, John W. Berry, and Robert L. Hood. Flame Photometry A Rapid Analytical Procedure. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1945, 17, 10, 605–611.

(2) I. Maclntyre. Flame Photometry. Advances in Clinical Chemistry. 1961, 4, 1-28.

Công ty CP Thiết Bị Khoa học H2TECH – Là đơn vị cung cấp các thiết bị khoa học kỹ thuật hàng đầu tại Việt Nam. H2TECH là đối tác của nhiều trường học các viện nghiên cứu và các trung tâm thí nghiệm. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như PG Instruments, Jenway…. Nếu bạn đang có nhu cầu về các loại máy đo quang kế ngọn lửa hoặc thiết bị phòng thí nghiệm khác hãy liên hệ với H2TECH để được hỗ trợ cung cấp các thiết bị với mức giá hợp lý nhất.

CÔNG TY CP THIẾT BỊ KHOA HỌC H2TECH
Chuyên cung cấp các thiết bị phòng thí nghiệm – Thiết kế phòng lab
Chúng tôi hợp tác lâu dài dựa trên uy tín, chất lượng và hỗ trợ cho khách hàng một cách tốt nhất
Hotline: 0934.07.54.59
    028.2228.3019
Email: thietbi@h2tech.com.vn
       salesadmin@h2tech.com.vn
Website: https://h2tech.com.vn
https://thietbihoasinh.vn 
https://thietbikhoahoch2tech.com