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Technologie

 

Principe de mesure

Nos analyseurs de mercure travaillent sur la base de la Spectrométrie d'absorption atomique. (AAS)

Cette méthode qui est déjà utilisé depuis une centaine d’années dans le monde entier, est autant sensitive qu’elle est sélective pour la mesure du mercure. Par l’amélioration et l’optimisation en permanence nos instruments arrivent à maximiser les capacités d’analyse. Les seuils de détection, répétabilité et la précision de la mesure sont été augmenté sur un maximum. De plus nous avons développé notre propre source de gaz d’étalonnage pour assurer la qualité de la mesure.

Absorption atomique

Principe d'absorption atomique:

Les petites billes violettes représentent les photons de lumière qui sont émis par une source UV et traversent dans le sens axial la cellule de mesure. Certains de ces photons sont initialement absorbés par les atomes de mercure (grosses bulles rouges). Après une période très courte, ils sont de nouveau émis dans toutes les directions. Le faisceau de lumière d'origine est donc atténué.

Comme méthode de détection analytique, nous utilisons la spectrométrie d'absorption atomique à vapeur froide pour obtenir une performance d'analyse optimale et une excellente précision de mesure pour des concentrations de mercure à des niveaux d'ultra-traces.

L'absorption de lumière provoquée par les atomes à l’état gazeux fut déjà étudiée en 1859 par Bunsen et Kirchhoff à Heidelberg. Ce n’est que bien plus tard, en 1952, que Sir Alan Walsh développa la méthode de spectrométrie d'absorption atomique pour les analyses chimiques qui utilise une flamme pour atomiser les substances.

Croquis d'un spectromètre d'absorption atomique à flamme conçu par Sir Alan Walsh

Cependant, le mercure étant un élément disposant de propriétés physiques et chimiques très spéciales, il ne peut pas être mesuré très précisément par photométrie à flamme. Une manière plus probante de mesurer les traces de mercure à température ambiante et sans pré-vaporisation a été proposée par Poluektov, Vitkun et Zelyukova en 1963 (spectrométrie d'absorption atomique à vapeur froide, CVAAS).

 

Structure de nos détecteurs:

La concentration en mercure est mesurée par une longueur d’onde de 253,7 nm dans une cellule optique de 230 mm, fabriquée entièrement en verre au quartz synthétique.

Mercury Instruments

Diagramme schématique de la cellule de mesure AAS

 

La méthode d'absorption atomique que nous utilisons, contrairement à la méthode de fluorescence atomique, n'est pas sujette aux interférences causées par l’effet de trempe et ne requiert donc pas, comme gaz porteur, un gaz noble coûteux.

Tous nos analyseurs de mercure utilisent une lampe à décharge au mercure basse pression et à haute fréquence (EDL) comme source de lumière UV. Cette lampe émet des lignes de bande passante très minces qui sont semblables aux lignes d'absorption des atomes de mercure. L'absorption non spécifique est donc minimisée.

Pour compenser les déviations des lampes, la méthode de stabilisation du faisceau de référence est appliquée dans nos analyseurs.

Avantages des lampes sans électrodes par rapport
aux lampes à basse pression Hg conventionnelles

EDL
  • Durée de vie nettement plus longue
  • Stabilité de la luminosité

Les électrodes dans les lampes à vapeur de mercure limitent la durée de vie pour plusieurs raisons :

  • Le métal des électrodes vaporise et noircit la lampe,
    ce qui provoque une diminution de la luminosité et
    une température de la lampe plus élevée.
  • Des “points chauds” peuvent se former sur le filament,
    ils accélèrent la vaporisation et font
    griller le filament.
  • Le joint verre-métal, qui est nécessaire pour la fixation
    des électrodes, affaiblit la paroi de l’ampoule.
    Cela peut provoquer une perte de gaz et la destruction de la lampe.

La banque optique: "The Soul of the Machine"

L’unité d’éclairage avec la lampe UV (EDL), la cellule optique et le détecteur UV constituent la banque optique : "The Soul of the Machine". Elle est présente dans chacun de nos appareils de mesure.

The soul of the machine

Le collecteur en or (GoldTrap): "The Heart of Gold"

Les atomes de mercure rouges sont capturés de façon sélective à la surface du collecteur en or GoldTrap, tandis que le reste des molécules du gaz échantillon (sphères bleues) passent dans l'appareil de mesure non obstrué. Après une courte phase d'échantillonnage, une vanne bloque l'entrée d'échantillon et laisse passer de l'air propre, puis le collecteur en or est chauffé immédiatement. Le mercure libéré est transporté à travers la cellule de mesure où sa masse est déterminée quantitativement par absorption atomique (voir ci-dessus). Cette méthode est également appelée technique d'amalgame car le mercure forme un amalgame sur la surface en or.

Pour augmenter la sensibilité et éliminer toute interférence, nous utilisons dans certains de nos instruments un collecteur en or (GoldTrap). Pendant une phase de collecte, le mercure des échantillons de gaz est adsorbé et enrichi, puis libéré immédiatement durant une phase rapide de chauffage. Ce procédé permet de réaliser des mesures dans les domaines de traces extrêmes. On peut en outredéterminer le niveau de mercure dans des échantillons présentant une composition de matrice difficile.

GoldTrap

 

"Heart & Soul"

Un seul cœur et une seule âme : le collecteur en or de conception spécifique et la banque optique constituent les conditions de base de la qualité et de la précision de nos analyseurs à succès  dans les domaines des traces et des ultra-traces.