专利名称:静态滴汞电极的制作方法
本实用新型是对极谱分析仪中采用的静态滴汞电极的改进。
极谱分析仪采用的汞电极有滴汞，挂汞，卧汞等多种形式。近年来出现的静态滴汞电极是比较成功的一种，它具有一个铸铝的座架，贮汞池置于铸件的内上方，一个装有螺线管的金属阀被旋入铸件贮汞池的底部，阀体内有一个中心开孔的铁芯，一根压缩弹簧及受铁芯及弹簧作用的柱塞，柱塞下端头贴有一层弹性橡胶。一根上端头镀涂一层金属导电层以使表面导电的玻璃毛细管，一个柱形金属箍套穿过且被粘接固定在毛细管上，一个螺套通过该金属箍及一个“O”型密封圈将毛细管安装在阀体上。操作时，汞液由贮汞池经铁芯的通孔注满整个阀装置，螺线管铁芯，柱塞、压缩弹簧等有关另件均被全部浸泡在汞液中、螺线管未通电时，柱塞在压缩弹簧的作用下，抵紧在毛细管上，阻止汞液流入毛细管。螺线管导电后，铁芯带动柱塞抬起，允许汞液流入毛细管，在毛细管下端头形成汞滴。汞滴生长达到预定尺寸后，螺线管断电，铁芯及柱塞复位，切断汞流，已生成的汞滴既可静止不变地悬挂在毛细管端头上。
该电极具有许多优点，它用途广泛，可用作常规滴汞电极，悬汞电极，及静态滴汞电极分析。汞滴在生成及电量测试期间始终稳定地悬挂在毛细管端头。汞滴尺寸大小调节方便，更换毛细管操作简单。能获得较好的汞滴球形几何形状，汞滴的重现性较好。另外，在电量分析过程中，汞滴尺寸始终保持不变。所以，完全消除了因电极表面积的改变而产生的电容电流。从而降低了测试噪音，可获得良好的极谱扫描曲线。
该已有技术的缺点是分析用高纯度汞液直接与各金属零部件接触，如铸铝贮汞池，螺线管铁芯，压缩弹簧，挡圈，柱塞，导向套，阀体等。其中，大部分合金类金属均易与汞发生物理溶解及化学反应或电化学侵蚀。尽管上述反应可能进行比较缓慢。但即使是很微量杂质对分析用高纯度汞液的污染，都将严重干扰痕量极谱分析的测试精确度。虽然可在这类零件上采用高分子材料涂复等保护措施，但效果并不理想。一是涂复工艺复杂，增加产品成本。二是不易获得与金属结合牢固、质量稳定。性能可靠的膜层。如利用该已有技术推出的产品就明文规定不能用水冲洗其某些金属部件。因水能破坏上面的塑料涂层，使其丧失对汞液及金属间的隔离作用。
该已有技术的另一缺点是结构复杂，密封环节较多。各零部件的加工安装精度较高。如专用螺线管及铁芯需特殊加工，螺线管在阀体上的紧固及阀体与铸铝贮汞池的连接均需进行严格调试。因此致使其产品价格相当昂贵。另外，上述部件如在使用中发生故障，一般用户也不易进行维修。
为此，本实用新型的主要目的是设计一个能使分析用高纯度汞液与各金属零部件有效隔离，且结构简单，成本低廉的电磁阀控制生成汞滴的静态滴汞电极。
本实用新型的主要技术特征本实用新型设计的是一种由电磁阀控制生成汞滴的静态滴汞电极。其主要技术特征是用一个隔膜将阀内的汞液与易受汞侵蚀的金属零部件隔开，有效地避免了分析用高纯度汞液被其它金属污染的可能性。
电磁阀主要由电磁铁，压缩弹簧，柱塞，支持套，隔膜，阀体及毛细管构成。电磁铁通过螺纹或粘接的方式固紧在支持套上方。同时将压缩弹簧及柱塞装置在支持套内腔中，支持套的底面具有一略大于柱塞的底孔，允许柱塞自该孔伸出。该底孔还起为柱塞导向的作用。
隔膜可用高分子弹性材料制成，如聚氨脂橡胶、硅橡胶氟橡胶等其纵剖面为U形。柱塞由支持套底孔中伸出的一端插入隔膜的凹腔且与之粘结。支持套的底面固紧在阀体的上端开口处，同时将隔膜装卡在这里，阀体的底面具有一较毛细管略大的底孔，允许毛细管的首端经该孔伸入阀体内腔阀体一侧具有一输汞管口，汞液经此输汞管口注入且充满由隔膜，毛细管首端及阀体形成的汞室。毛细管首端端面在这里构成了电磁阀的第一阀位。而阀体的底面则构成了电磁阀的第二阀位。
电磁铁、压缩弹簧及柱塞控制隔膜定期抵紧或脱离毛细管首端端面构成的第一阀位。隔膜抵紧第一阀位时，汞室内汞液与毛细管间的通路被切断。当隔膜脱离第一阀位时，汞室内汞液即在重力作用下，流入毛细管。且在其尾端形成汞滴，汞滴增长至预定尺寸，隔膜重又抵紧第一阀位，切断汞流，使该具有预定尺寸的汞滴静止不变地悬挂在毛细管尾端端面上。持续重复这一过程。即可连续不断地获得预定尺寸的静态汞滴。
毛细管被拆除以后，隔膜在压缩弹簧及柱塞的作用下，抵紧在阀体底面构成的第二阀位上，可有效地防止汞液由此向外泄漏。
本实用新型设计装置与现有技术相比较，几乎包括了已有技术的所有优点即汞滴尺寸大小可调节，汞滴保持时间可控制。良好的汞滴球形几何形状。比较理想的汞滴尺寸重现性以及测试中汞滴表面积保持固定不变。从而可有效地消除电容电流对测试结果的影响。另外，可很容易地进行常规滴汞电极，悬汞电极及静态滴汞电极间的切换。而无需进行结构上的任何改变，非常方便地更换毛细管而不产生汞滴泄漏现象，毛细管工作时较好地防止了空气的干扰等。
本设计装置较已有技术优越的地方是采用了一独特的高分子材料隔膜。比较理想地避免了分析用高纯汞液被污染的可能性。从而提高极谱痕量分析的精确度。由此引起的又一优越性是省略了易与汞发生反应金属表面烦琐的镀涂保护问题。同时，使静态滴汞电极结构大为简化。密封环节减少，还省去了已有技术中专用螺线管，专用铁芯的精度加工及装配。而代之以价廉的通用电磁铁，各零部件的加工及安装精度也可大幅度降低，从而大大减少加工费用，降低产品成本。
图1.是本实用新型设计的静态滴汞电极装置的剖视图。
图2.是本实用新型设计的静态滴汞电极装置卧式安装时的示意图。
图中各符号所代表的含义如下。
1.电磁铁 2.支持套 3.压缩弹簧 4.挡圈 5.柱塞 6.隔膜 7.阀体 8.“O”形密封圈 9.箍套 10.橡胶垫 11.螺套 12.直形毛细管 13.汞滴 14.敲击器 15.直角形毛细管 16.汞室 17.第一阀位(即毛细管首端端面) 18.第二阀位(即阀体底面) 19.输汞管口实施例本实用新型设计的静态滴汞电极可按下述方法实施。
由附图可知，电磁铁1在普通环境中工作，不与任何特殊腐蚀介质接触。所以可选用或自制 常规的装甲螺管式或类似的直流电磁铁，只要其电源电压，工作行程及在额定行程时的电磁吸力相适应即可。
与电磁铁1.类似，整个滴汞电极装置上半部份的所有另件。其中包括支持套2.压缩弹簧3.挡圈4.柱塞5.及滴汞电极装置下半部份中的螺套11.，均可任意选用普通的金属材料制成。另外，上述零部件的加工工艺过程及加工精度要求均可按常规的办法处理。无需附加任何额外要求。
隔膜6.可采用不与汞反应的高分子弹性材料制成。如聚氨脂橡胶，硅橡胶，氟橡胶等。若能采用可导电的，且不与汞反应的高分子弹性材料则效果更佳。这样除能实现本设计要求隔膜的各项功能以外，还可保证汞室16.中汞液与毛细管12.尾端的汞滴13.之间电导通。隔膜的形状如附图所示，可加工成“U”形或类似的形状。当然，这里并不排除将隔膜制成任意其它形状的可能性。如“一形”、“V”形、“n”形等。但其效果均不如“U”形好。另外，隔膜6.的上端凸缘下面最好制出一圈凸台，以便装配时该凸台能与阀体输汞管口19.上边缘平齐，以避免首次注汞时在这里滞留空气。
阀体7.可用聚四氟乙烯(PVF)，聚苯醚(PPO)，或氯化聚醚(CPT)等性能优良的塑料制成，也可采用优质铭镍钛类不锈钢。但此时需适当提高不锈钢与汞液接触部份的表面光洁度，以减少不锈钢与汞反应的可能性。阀体7.可采用一次成型法获得，也可先加工阀体7.的园柱体部份，然后将输汞管口19.部份粘接，焊接或采用螺蚊加密封圈等方式固定在园柱体上。
箍套9.同样可采用上述塑料或不锈钢制成。毛细管12.可采用一直经约为0.2MM的玻璃或聚四氟乙烯毛细管。其两端磨制成园锥状为好。作为一个滴汞电极，要求在毛细管12.尾端形成的汞滴13.与汞室16.内的汞液电导通，这一方面可采用导电材料制成隔膜6.或导电材料制成毛细管12.的方法实现。另外也可通过在毛细管12.的上端电镀，喷涂或真空镀膜等形成一层氧化锡或其他不与汞反应的导电材料实现。
装配时，将电磁铁1.柱塞5.挡圈6.及压缩弹簧4.装入支持套2.内，将柱塞5.的一端插入隔膜6.的内凹处并与之粘接固定。然后将上述另部件一起用螺蚊连接或粘接的办法固定在阀体7.的上部开口处。同时，将隔膜6.可靠地装夹在两者之间，使汞室16.中的汞液与上述金属零部件隔离，避免分析用汞液受其污染。
箍套9.被粘接在毛细管12.上半部一定距离处，保证毛细管12.的上端面伸入汞室16.部分约在0.5～1MM范围内，以防装卸毛细管时发生汞液泄漏或向汞室16.内汞液中逸入气体。
最后用螺套11.将橡胶垫10.，粘有箍套9.的毛细管12.及“O”型密封圈8.紧固在阀体7.下端即可。这里，伸入汞室16.的毛细管12.的上端面实际上构成了电磁阀的第一阀位17.，而阀体7.的底面则构成了电磁阀的第二阀位18.。
本装置通过控制电磁铁1.的动作时间，即可在毛细管12.下端面获得一预定重量，尺寸及表面积的汞滴13.。另外，只要简单地控制电磁铁1.及敲击器14.的动作间隔时间，就可很方便地使分析用汞滴13.在毛细管12.的下端面静止悬挂保持一个预期的时间，甚至是非常小或非常长的持续时间。所以，该静态滴汞电极可应用于各种经典极谱，示波扫描极谱，交流极谱，方波极谱。脉冲极谱及溶出伏安测试等极谱分析。
另外，本静态滴汞电极更换毛细管12.非常方便。卸下毛细管时，柱塞5.在压缩弹簧4.的作用下，迫使隔膜6.抵紧在阀体7.底面构成的第二阀位18.上，堵住该处的毛细管安装孔，从而可靠地防止了汞室16.内汞液由此泄漏或空气由此逸入汞室16.的汞液中。
图2.所示是本实用新型设计装置卧式安装时的示意图。卧式安装时，可使第一次向阀体7.内腔中注汞变得更加容易，同时使第一次注汞滞留空气的可能性更小。由图可知，本设计装置采取卧式安装时可完全不用进行任何结构上的改变。只要简单地更换一支直角形毛细管15.即可。这样，可以在很大程度上扩大该静态滴汞电极的应用范围。另外，通过对图1.及图2.的分析可知。该装置可很方便地用挠性管与贮汞容器连接，也可很方便地与较正规的安装在稳固的刚性座架上方的贮汞容器进行刚性连接。
权利要求
1.一种用电磁阀控制生成汞滴的静态滴汞电极，由电磁铁、柱塞，支持套、阀体和毛细管组成，其特征是有一个位于汞室与电磁铁柱塞部分之间的U型弹性隔膜。
2.根据权利要求
1所述的弹性隔膜其特征是它的弹性可允许隔膜随柱塞往复运动。
3.根据权利要求
2所述的弹性隔膜其特征是由高分子弹性材料制成，如聚氨脂橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。
4.根据权利要求
1所述的静态滴汞电极其特征是支持套上端与电磁铁密切结合，套体有一容纳电磁铁柱塞的内腔和一个使柱塞定向的导向孔，底端有能使隔膜与阀体紧密结合的连接部位。
5.根据权利要求
1所述的静态滴汞电极其特征是阀体的上端有与隔膜和支持套紧密配合的连接部位，连接部位下面有一个输汞管口。
专利摘要
本实用新型改进了极谱分析中电磁阀控制生成汞滴的电极。为了避免易与汞发生反应的金属污染分析用汞液，采用一高分子弹性材料隔膜，将电磁铁，压缩弹簧，柱塞，支持套等金属零部件与汞隔离。通过电磁铁柱塞带动隔膜定期地抵紧或脱离毛细管上端面，在毛细管尾端形成大小可调，生成及保持时间可控的静态汞滴。能有效地消除电容电流对极谱分析的干扰，并始终保持分析用汞液的高纯度。本装置结构简单，适用于各种极谱分析仪。
文档编号G01N27/30GK85201283SQ85201283
公开日1986年2月12日 申请日期1985年4月23日
发明者崔建中, 叶忠临 申请人:崔建中, 叶忠临导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan