智能微波消解儀并非人們想象的那樣輕易發(fā)生危險(xiǎn)。
智能微波消解儀的安全主要來(lái)自微波應(yīng)用安全和微波輻射兩個(gè)方面。
微波應(yīng)用安全是由儀器對(duì)反應(yīng)參數(shù)的控制方式和正確性,操縱職員的操縱規(guī)范性,消解罐的材質(zhì)和結(jié)構(gòu),以及發(fā)生異常時(shí)儀器所采取的主被動(dòng)安全措施(包括罐體泄壓,爐門緩沖,爐腔材質(zhì)及厚度,爐門防護(hù)等)等綜合因素所決定的。
在網(wǎng)上看到有廠家說(shuō)智能微波消解儀的安全性是由爐腔的厚薄決定的,其實(shí)有點(diǎn)偏激了。假如僅僅靠加厚爐腔壁而忽略上述因素,那安全性無(wú)從談起。
現(xiàn)在專業(yè)廠家都把安全性放在第一位的,無(wú)論A類機(jī)還是C類機(jī)都會(huì)把上述因素考慮進(jìn)往,當(dāng)然A類機(jī)用的控制技術(shù)先進(jìn)一些,消解罐結(jié)構(gòu)和材質(zhì)要考究一些。
但是無(wú)論您使用哪種類型的儀器,嚴(yán)格規(guī)范的操縱是必不可少,由于無(wú)論哪種類型的儀器,包括國(guó)外儀器,不留意操縱規(guī)范都會(huì)出題目。
可以這樣說(shuō)智能微波消解儀是所有儀器中需要嚴(yán)格按照規(guī)范操縱的一種儀器,由于每一次操縱都是對(duì)儀器性能與壽命的一次考驗(yàn)。
智能微波消解儀保護(hù)措施:
溶樣罐的安全泄壓孔
如果反應(yīng)異常劇烈大量氣體產(chǎn)生使密封活塞不斷上升,當(dāng)上升到超過(guò)設(shè)計(jì)壓力(5MPa)高度時(shí),高壓氣體就會(huì)從安全泄壓孔泄出。
溶樣罐的安全爆裂膜
當(dāng)氣體急速產(chǎn)生,安全泄壓孔來(lái)不及泄出時(shí),此時(shí)由于溶樣杯壓力不斷增加,使密封碗裙邊承受不了而破裂,避免了整個(gè)消解罐的破裂。
消解爐的安全防護(hù)罩
如果由于操作上的不當(dāng)或誤將有突發(fā)性化學(xué)反應(yīng)或爆炸性的物品裝進(jìn)消解罐進(jìn)行微波加熱時(shí)而發(fā)生爆炸,則防護(hù)罩可有效地?fù)踝t門和爐腔內(nèi)的爆炸物蹦撒出來(lái)傷人。
微波消解儀可對(duì)各種地表水、生活污水、工業(yè)廢水中化學(xué)需氧量(CODcr)、總磷(TP)、總氮(TN)、進(jìn)行快速高效消解測(cè)定。微波消解儀廣泛用于各級(jí)環(huán)保部門,水資源管理部門及公共衛(wèi)生部門對(duì)水質(zhì)的鑒定與管理。 (1)體加熱 電爐加熱時(shí),是通過(guò)熱輻射、對(duì)流與熱傳導(dǎo)傳送能量,熱是由外向內(nèi)通過(guò)器壁傳給試樣,通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式加熱試祥。微波加熱是一種直接的體加熱的方式,微波可以穿入試液的內(nèi)部,在試樣的不同深度,微波所到之處同時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng),這不僅使加熱更快速,而且更均勻。大大縮短了加熱的時(shí)間,比傳統(tǒng)的加熱方式既快速又效率高。 傳統(tǒng)的加熱方式中熱能的利用部分低,許多熱量都發(fā)散給周圍環(huán)境中,而微波加熱直接作用到物質(zhì)內(nèi)部,因而提高了能量利用率。 (2)過(guò)熱現(xiàn)象 微波加熱還會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。電爐加熱時(shí),熱是由外向內(nèi)通過(guò)器壁傳導(dǎo)給試樣,在器壁表面上很容易形成氣泡,因此就不容易出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象,溫度保持在沸點(diǎn)上,因?yàn)闅饣沾罅康臒帷6谖⒉▓?chǎng)中,其“供熱”方式完全不同,能量在體系內(nèi)部直接轉(zhuǎn)化。由于體系內(nèi)部缺少形成氣“泡”的“核心”,因而,對(duì)一些低沸點(diǎn)的試劑,在密閉容器中,就很容易出現(xiàn)過(guò)熱,可見,密閉溶樣罐中的試劑能提供更高的溫度,有利于試樣的消化。 (3)攪拌 由于試劑與試樣的極性分子都在2450MHz電磁場(chǎng)中快速的隨變化的電磁場(chǎng)變換取向,分子間互相碰撞摩擦,相當(dāng)于試劑與試樣的表面都在不斷更新,試樣表面不斷接觸新的試劑,促使試劑與試樣的化學(xué)反應(yīng)加速進(jìn)行。交變的電磁場(chǎng)相當(dāng)于高速攪拌器,每秒鐘攪拌2.45×109次,提高了化學(xué)反應(yīng)的速率,使得消化速度加快。 由此綜合,微波加熱快、均勻、過(guò)熱、不斷產(chǎn)生新的接觸表面。有時(shí)還能降低反應(yīng)活化能,改變反應(yīng)動(dòng)力學(xué)狀況,使得微波消解能力增強(qiáng),能消解許多傳統(tǒng)方法難以消解的樣品。
微波是一種頻率范圍在300 - 300000兆赫的電磁波,微波消解儀用的微波頻率跟家用微波爐相同,都是2450MHz。 含水或酸的體系都是有極性的,在微波電場(chǎng)的作用下,以每秒24.5億次的速率不斷改變其正負(fù)方向,使分子產(chǎn)生高速的碰撞和摩擦而產(chǎn)生高熱,同時(shí)在微波電場(chǎng)的作用下,溶液體系中的離子定向流動(dòng),形成離子電流,離子在流動(dòng)過(guò)程中與周圍的分子和離子發(fā)生高速摩擦和碰撞,使微波能轉(zhuǎn)為熱能。 智能型微波消解儀的特性如下 (1)體加熱。電爐加熱時(shí),是通過(guò)熱輻射、對(duì)流與熱傳導(dǎo)傳送能量,熱是由外向內(nèi)通過(guò)器壁傳給試樣,通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式加熱試祥。微波加熱是一種直接的體加熱的方式,微波可以穿入試液的內(nèi)部, 在試樣的不同深度,微波所到之處同時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng),這不僅使加熱更快速,而且更均勻。大大縮短了加熱的時(shí)間,比傳統(tǒng)的加熱方式既快速又效率高。如:氧化物或硫化物在微波(2450MHz 、800W)作用下, 在1min內(nèi)就能被加熱到攝氏幾百度。 又如Mn02 1.5 克在650W微波加熱1min可升溫到920K,可見升溫的速率非常之快。傳統(tǒng)的加熱方式(熱輻射、傳導(dǎo)與對(duì)流)中熱能的利用部分低,許多熱量都發(fā)散給周圍環(huán)境中,而微波加熱直接作用到物質(zhì)內(nèi)部,因而提高了能量利用率。 (2)過(guò)熱現(xiàn)象。微波加熱還會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象(即比沸點(diǎn)溫度還高)。電爐加熱時(shí),熱是由外向內(nèi)通過(guò)器壁傳導(dǎo)給試樣,在器壁表面上很容易形成氣泡,因此就不容易出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象,溫度保持在沸點(diǎn)上,因?yàn)闅饣沾罅康臒?。而在微波?chǎng)中,其"供熱"方式完全不同,能量在體系內(nèi)部直接轉(zhuǎn)化。由于體系內(nèi)部缺少形成氣"泡 "的"核心",因而, 對(duì)一些低沸點(diǎn)的試劑,在密閉容器中,就很容易出現(xiàn)過(guò)熱,可見,密閉溶樣罐中的試劑能提供更高的溫度,有利于試樣的消化。 (3)攪拌。由于試劑與試樣的極性分子都在2450MHz電磁場(chǎng)中快速的隨變化的電磁場(chǎng)變換取向,分子間互相碰撞摩擦,相當(dāng)于試劑與試樣的表面都在不斷更新,試樣表面不斷接觸新的試劑,促使試劑與試樣的化學(xué)反應(yīng)加速進(jìn)行。 交變的電磁場(chǎng)相當(dāng)于高速攪拌器,每秒鐘攪拌2.45×109 次,提高了化學(xué)反應(yīng)的速率,使得消化速度加快。由此綜合,微波加熱快、均勻、過(guò)熱、不斷產(chǎn)生新的接觸表面。有時(shí)還能降低反應(yīng)活化能,改變反應(yīng)動(dòng)力學(xué)狀況,使得微波消解能力增強(qiáng),能消解許多傳統(tǒng)方法難以消解的樣品。 消解原理 稱取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中,加入約2mI的水,加入適量的酸。 通常是選用HNO3、HCI、HF、H2O2等,把罐蓋好,放入爐中。當(dāng)微波通過(guò)試樣時(shí),極性分子隨微波頻率快速變換取向,2450MHz的微波,分子每秒鐘變換方向2.45×109次,分子來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng),與周圍分子相互碰撞摩擦,分子的總能量增加,使試樣溫度急劇上升。 同時(shí),試液中的帶電粒子(離子、水合離子等)在交變的電磁場(chǎng)中,受電場(chǎng)力的作用而來(lái)回遷移運(yùn)動(dòng),也會(huì)與臨近分子撞擊,使得試樣溫度升高。這種加熱方式與傳統(tǒng)的電爐加熱方式絕然不同。智能型微波消解儀的原理如何