دستگاه فلیم فتومتر چیست؟ نحوه کار و کاربرد آن

banner
01 آذر 1403
admin
مقالات
دستگاه فلیم فتومتر چیست؟ نحوه کار و کاربرد آن

اگر برای شما هم سوال است که دستگاه فلیم فتومتر چیست؟ می توان گفت، (Flame Photometer) یکی از ابزارهای پرکاربرد در آنالیز شیمی معدنی است که برای اندازه‌گیری غلظت یون‌های فلزی مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم و لیتیوم استفاده می‌شود. این دستگاه از طریق شعله، نور ساطع‌شده از اتم‌های فلز را شناسایی کرده و با تحلیل آن به تعیین غلظت این عناصر می‌پردازد. فلیم فتومتر به دلیل دقت بالا و سهولت در استفاده، به‌ویژه در زمینه‌های کشاورزی، پزشکی و صنایع غذایی مورد توجه قرار گرفته است.
کار با فلیم فتومتر ساده است. ابتدا محلول‌های استاندارد و نمونه با دقت تهیه می‌شوند. سپس دستگاه شعله تنظیم شده و نمونه‌ها به‌طور متوالی وارد سیستم می‌شوند. نور ساطع‌شده از عناصر فلزی توسط سیستم نوری دستگاه شناسایی و تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی می‌شود که نتایج را نمایش می‌دهد. به کمک نمودار کالیبراسیون می‌توان غلظت عناصر در نمونه‌ها را محاسبه کرد، در ادامه به بررسی این موارد می پردازیم.

دستگاه فلیم فتومتر چیست؟

در پاسخ به سوال فلیم فتومتر چیست؟ می توان گفت این دستگاه یک شاخه از طیف‌سنجی جرمی است که برای آنالیز شیمی معدنی به منظور تعیین غلظت یون‌های فلزی خاص، مانند سدیم، پتاسیم، لیتیوم، کلسیم و سزیم استفاده می‌شود.
اساس این روش بر پایه اندازه‌گیری شدت نوری است که هنگام ورود فلز به شعله تولید می‌شود. در این فرآیند، نمونه‌های یون‌های فلزی به صورت اتمی وارد شعله می‌شوند.
روش فلیم فتومتری (دستگاه اندازه گیری جرم) به دلیل انرژی حرارتی تامین‌شده از منبع شعله، امکان جداسازی فلزات قلیایی (گروه ۱ جدول تناوبی) و فلزات قلیایی خاکی (گروه ۲) را فراهم می‌کند. با اندازه‌گیری طول موج نور ساطع‌شده، می‌توان عنصر مورد نظر را شناسایی کرد و رنگ شعله اطلاعاتی درباره مقدار عنصر موجود در نمونه ارائه می‌دهد.
با توجه به حرارت موجود، اتم‌ها تحریک شده و به سطوح انرژی بالاتر می‌روند. این سطوح ناپایدار هستند و هنگام بازگشت به سطوح پایدار، نوری از خود ساطع می‌کنند. میزان نوری که جذب می‌شود به تحریک الکترون‌ها مربوط می‌شود و با استفاده از تکنیک‌های جذب مستقیم در ناحیه قابل مشاهده طیف جذب، قابل اندازه‌گیری است. هر عنصر طول موج نوری خاصی را ساطع می‌کند که در محدوده‌ای مشخص قرار دارد.

اجزای تشکیل دهنده دستگاه فلیم فتومتر

اجزای اصلی یک دستگاه فلیم فتومتر شامل ۵ قسمت کلیدی هستند:

منبع شعله

مشعلی که شعله را تولید می‌کند و آن را در دمای ثابت و شکل مناسب حفظ می‌نماید.

نبولایزر یا محفظه اختلاط

این بخش مسئول انتقال محلول نمونه به سمت شعله به صورت یکنواخت و با سرعت ثابت است.

سیستم نوری

شامل آینه و عدسی محدب است. آینه نور را از اتم‌ها به سمت عدسی هدایت می‌کند و عدسی نور را در یک نقطه متمرکز می‌کند.

فیلترهای رنگی

نور متمرکز شده از عدسی به فیلترها می‌رسد که فقط طول موج‌های مربوط را عبور داده و از ورود طول موج‌های نامناسب به آشکارساز جلوگیری می‌کند.

آشکارساز

دتکتور یا آشکارساز نور ساطع شده را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. شدت این سیگنال‌ها به نسبت مستقیم با شدت نور ارتباط دارد.

نحوه کار با دستگاه فلیم فتومتر

روش کار با فلیم فتومتر، در صورتی که محلول‌ها به دقت تهیه شوند، بسیار ساده است و تنها نیازمند رعایت چند نکته کوچک برای دستیابی به نتایج دقیق خواهد بود.

  1. محلول‌های استاندارد و نمونه را با دقت و با استفاده از آب مقطر آماده کنید.
  2. شیر منبع سوخت (گاز) متصل به دستگاه را باز کنید و بگذارید شعله به مدت حدود 5 دقیقه در شرایط هوا و گاز تثبیت یا به اصطلاح کالیبره شود.
  3. دمای شعله به نسبت ترکیب گازها متفاوت است. برای اطلاعات دقیق‌تر می‌توانید به منابع معتبر در زمینه تجزیه دستگاهی مراجعه کنید.
  4. درب محفظه فیلترهای دستگاه را باز کنید.
  5. لوله نمونه را در بشر تمیز حاوی آب مقطر تازه قرار دهید تا مسیر دستگاه از نمونه‌های قبلی تمیز شده و دستگاه تنظیم شود.
  6. سپس لوله نمونه را در غلیظ‌ترین محلول استاندارد قرار دهید تا انحراف معیار مشخص شود.
  7. مجدداً آب مقطر وارد دستگاه کنید تا دوباره صفر تنظیم شود.
  8. از کمترین غلظت محلول‌ها شروع کنید و هر محلول را وارد دستگاه کنید و عدد را بخوانید. توصیه می‌شود هر محلول را سه بار پشت سر هم وارد دستگاه کرده و عددها را یادداشت کنید. سپس میانگین این خوانش‌ها را محاسبه و ثبت نمایید.
  9. پس از هر بار استفاده از محلول‌ها، مسیر را با آب مقطر شستشو دهید تا از هرگونه خطا جلوگیری شود.
  10. نمودار کالیبراسیون را در نرم‌افزار اکسل رسم کنید.
  11. با استفاده از معادله خط نمودار، می‌توانید غلظت نمونه‌های مجهول را محاسبه نمایید.

مزایا و معایب فلیم فتومتر

فلیم فتومتر دارای کاربردها و مزایای متعددی است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

  1. سیستم اطفاء حریق: این دستگاه دارای سیستم اطفاء حریق القایی یونی است که در صورت شعله‌ور شدن، پس از 7 ثانیه احتراق ثابت متوقف می‌شود. در این حالت، سوپاپ مغناطیسی به‌طور خودکار جریان گاز را قطع کرده و به همراه هشدار صوتی و نوری، ایمنی کامل را فراهم می‌کند. برخی فلیم فتومترها از ترموکوپل برای قطع جریان گاز استفاده می‌کنند که ممکن است در هنگام اشتعال مشکلاتی مانند نشت گاز ایجاد شود. همچنین، مدل‌هایی که از آشکارسازهای فتوالکتریکی بهره می‌برند ممکن است به علت ورود نور طبیعی به دستگاه، نشت گاز را تجربه کنند.
  2. نبولایزر نوع جدید: این نبولایزر از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند PTEF ساخته شده است که در برابر اسیدها و حلال‌های آلی مقاوم است. همچنین، سوزن یدکی آن از فولاد ضد زنگ 304 ساخته شده است. این سیستم کارکرد طولانی‌مدت داشته و نگهداری آسانی دارد. برای پاک‌سازی سوزن و تنظیم دقیق آن، کاربر می‌تواند با ابزار مناسب سوزن را تمیز و موقعیت آن را تنظیم کند.
  3. سیستم اشتعال خودکار: این سیستم با دکمه‌ای برای شروع و توقف اشتعال کار می‌کند. پس از فشار دکمه "IGNITION START/STOP"، اشتعال به مدت 7 ثانیه ادامه یافته و سپس به‌صورت خودکار متوقف می‌شود. این سیستم ایمنی و طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهد.
  4. سوپاپ اطمینان: این سوپاپ امکان کنترل دقیق فشار را فراهم می‌کند. فشارسنج در قسمت پایینی دستگاه قرار گرفته و تنظیم‌کننده فشار در قسمت فوقانی آن است. همچنین، کاربران می‌توانند میزان آب موجود در مخزن سوپاپ را از کناره دستگاه مشاهده کنند.
  5. کلاهک اشتعال جداشدنی: با استفاده طولانی‌مدت از دستگاه، رسوبات کربن در کلاهک اشتعال تشکیل می‌شود. کاربر می‌تواند به سادگی کلاهک را باز کرده، رسوبات را پاک‌سازی کند و تنظیمات دستگاه را تغییر دهد.

علاوه بر این ویژگی‌ها، فلیم فتومتر دارای مزایای زیر نیز است:

  • این دستگاه امکان آنالیز کمی ساده و مقرون به‌صرفه را فراهم می‌کند و بر اساس آنالیز شعله کار می‌کند.
  • فلزات قلیایی و قلیایی خاکی به سادگی و با دقت توسط این روش تعیین می‌شوند.
  • فلیم فتومتر قادر است نمونه‌ها را در محدوده غلظت‌هایی از ppm (یک واحد در میلیون) تا ppb (یک واحد در میلیارد) با سرعت و دقت بالا اندازه‌گیری کند.

کاربرد دستگاه فلیم فتومتر

فلیم فتومتر دارای کاربردهای کیفی و کمی گسترده‌ای است. این دستگاه طول موج‌های مشخصی از نور را ساطع می‌کند که به تشخیص فلزات موجود در نمونه‌ها کمک می‌کند. فلیم فتومتر به شناسایی فلزات قلیایی و قلیایی خاکی در نمونه‌های مختلف می‌پردازد. این فلزات در کشاورزی اهمیت زیادی دارند، زیرا با آنالیز شعله‌ای خاک، می‌توان میزان کود مورد نیاز زمین‌های زراعی را تعیین کرد. در حوزه پزشکی، می‌توان یون‌های +Na و +K موجود در مایعات بدن، ماهیچه‌ها و قلب را با رقیق‌سازی سرم خون و قرار دادن آن در شعله اندازه‌گیری کرد. همچنین در صنایع غذایی، فلیم فتومتر برای بررسی نوشیدنی‌های غیر الکلی، مشروبات الکلی و آبمیوه‌ها نیز به کار می‌رود.

جمع بندی

فلیم فتومتر در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. در کشاورزی، آنالیز خاک و تعیین مقدار کود از طریق این دستگاه انجام می‌شود. در پزشکی نیز غلظت یون‌های سدیم و پتاسیم در خون به‌وسیله این دستگاه سنجیده می‌شود. همچنین در صنایع غذایی، کیفیت نوشیدنی‌ها و مواد غذایی با استفاده از فلیم فتومتر کنترل می‌شود.
به‌طور کلی، فلیم فتومتر دستگاهی کارآمد، مقرون‌به‌صرفه و ساده برای آنالیز کمی و کیفی فلزات قلیایی و قلیایی خاکی است. این دستگاه با سرعت بالا و دقت زیاد می‌تواند غلظت عناصر را در نمونه‌ها تشخیص دهد. شرکت کیان پرتو یکی از تأمین‌کنندگان معتبر این دستگاه است که با ارائه محصولات با کیفیت و خدمات پس از فروش حرفه‌ای، نیازهای آزمایشگاهی را به بهترین شکل پوشش می‌دهد.

سوالات متداول

  1. دستگاه فلیم فتومتر برای چه نوع عناصری مناسب است؟
    فلیم فتومتر به‌ویژه برای تعیین غلظت فلزات قلیایی و قلیایی خاکی مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم و لیتیوم کاربرد دارد.
  2. آیا کار با فلیم فتومتر نیاز به تخصص دارد؟
    خیر، کار با فلیم فتومتر بسیار ساده است و پس از آموزش کوتاهی می‌توان به راحتی از آن استفاده کرد.
  3. دقت فلیم فتومتر چقدر است؟
    این دستگاه می‌تواند غلظت عناصر را در محدوده‌ای از ppm (یک واحد در میلیون) تا ppb (یک واحد در میلیارد) با دقت بالا اندازه‌گیری کند.
  4. آیا امکان استفاده از فلیم فتومتر در صنایع غذایی وجود دارد؟
    بله، این دستگاه در صنایع غذایی برای آنالیز و کنترل کیفیت نوشیدنی‌ها و مواد غذایی بسیار مفید است.

آخرین مقالات