低溫等離子體原子熒光光譜儀制造技術

本實用新型專利技術涉及一種低溫等離子體原子熒光光譜儀，包括蒸氣發生進樣系統和與其連接的低溫等離子體原子化系統，所述低溫等離子體原子化系統包括形成低溫等離子體區和自由原子區的放電裝置，在自由原子區側面設置有光源系統和光學檢測系統。該低溫等離子體原子熒光儀器采用蒸氣發生進樣方式，基于低溫等離子體的原子化系統的原子熒光儀器，實現進樣系統、原子化系統和光學檢測系統的最佳匹配，來提高原子熒光儀器的靈敏度和擴大其檢測元素的種類。具有低能耗、高靈敏度和高穩定性的特點，而且可以擴充現有原子熒光儀器的檢測范圍。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種熒光光譜測量儀，具體說，涉及一種低溫等離子體原子熒光光譜儀。
技術介紹
原子熒光光譜是原子光譜的一種，是被光照激發的原子退激時發射的光譜，被廣泛的使用在砷、硒、汞等元素的檢測上。原子熒光光譜儀是利用原子熒光原理進行檢測的一類儀器，其大致包括四個部分：進樣系統、光源系統、光學檢測系統和原子化系統。當前的原子熒光儀器采用氫化物發生或冷蒸氣發生樣品導入技術進樣；高強度空心陰極燈為光源；無色散系統檢測；氬-氫擴散火焰原子化。這種儀器設計雖然能夠消除大量的基體干擾，并有較高的靈敏度，但這種設計極大的限制了原子熒光光譜可以檢測的元素種類，造成這一結果的原因主要在于進樣系統、原子化系統和光學檢測系統沒能達到最佳匹配。事實上，要想在保證原子熒光檢測高靈敏度、低基體干擾的優點的基礎上，擴大其檢測范圍，最佳的方法是將進樣系統改進為蒸氣發生樣品導入系統，蒸氣發生樣品導入技術除包括上述的氫化物發生或冷蒸氣發生樣品導入技術外，還包括鹵化物發生樣品導入技術(可檢測鍺、砷、銻等元素)、氧化物發生樣品導入技術(可檢測鋨等元素)、螯合物發生樣品導入技術(可檢測鎳、鐵、鉻等元素)。與之相配合，原子化器也要求作相應改進。原有的氬-氫擴散火焰原子化器由于原子化能力弱，只適用于氫化物發生或冷蒸氣發生樣品導入，而不能滿足上述其它幾種樣品導入技術。若要滿足上述所有樣品導入方式，一種解決的方法是使用高溫原子化器，如電熱原子化器或電感耦合等離子體原子化器。但使用這些原子化器的原子熒光儀器必然具有以下缺點：<1>由于原子化器溫度較高，光源及檢測器與原子化器之間必須保持一定距離，這會使入射光和熒光信號受到較大損失，顯著降低原子熒光儀器的靈敏度；<2>高溫原子化器都有較大的光背景，顯著降低原子熒光儀器的穩定性；<3>使用高溫原子化器的原子熒光儀器成本較高，供能設備復雜，故障率較高。
技術實現思路
本技術的目的是提出一種基于低溫等離子體的原子熒光光譜儀。本技術所述的低溫等離子體原子熒光光譜儀，包括蒸氣發生進樣系統和與其連接的低溫等離子體原子化系統，所述低溫等離子體原子化系統包括形成低溫等離子體區和-->自由原子區的放電裝置，在自由原子區側面設置有光源系統和光學檢測系統。所述蒸氣發生進樣系統能實現氫化物發生、冷蒸氣發生、鹵化物發生、氧化物發生或螯合物發生的進樣方式。所述放電裝置為線筒式結構或平行板式結構。所述線筒式結構放電裝置包括柱狀電極和圍繞柱狀電極的圓筒狀電極，兩電極間有1k-30kV的直流、交流或交直流耦合電壓，其中交流電的頻率范圍從10Hz-1MHz，兩電極的外表面為裸露，或者部分或全部包裹介質。所述平行板式結構放電裝置包括兩塊相互平行的電極板，兩電極間有1k-30kV的直流、交流或交直流耦合電壓，其中交流電的頻率范圍從10Hz-1MHz，兩極板的相對面為裸露，或者部分或全部包裹介質。所述低溫等離子體原子熒光儀的光源系統是空心陰極燈、無極放電燈或激光光源；所述低溫等離子體原子熒光儀的光學檢測系統是非色散光學檢測系統或色散光學檢測系統。本技術所述的低溫等離子體的原子熒光儀器是一種采用蒸氣發生進樣方式，基于低溫等離子體的原子化系統的原子熒光儀器，實現進樣系統、原子化系統和光學檢測系統的最佳匹配，來提高原子熒光儀器的靈敏度和擴大其檢測元素的種類。?附圖說明圖1是本技術所述低溫等離子體原子熒光光譜儀的結構示意圖；圖2是圖1所示光譜儀的放電裝置的一個實施例的橫截面示意圖，該結構為線筒式；圖3是圖1所示光譜儀的放電裝置的另一個實施例的橫截面示意圖，該結構為平行板式；圖4是圖1所示光譜儀的等離子體原子化系統的一個實施例的示意圖；圖5是圖1所述光譜儀的等離子體原子化系統的另一個實施例的示意圖。具體實施方式參見圖1，本技術所述的低溫等離子體原子熒光光譜儀，包括蒸氣發生進樣系統1、低溫等離子體原子化系統2、光源系統3和光學檢測系統4。所述蒸氣發生進樣系統1，是現有的氫化物發生或冷蒸氣發生進樣系統的擴充，除包括氫化物發生或冷蒸氣發生進樣方式外，還包括了鹵化物發生(如鍺、砷、銻等)、氧化物發生(如鋨)、螯合物發生(如鎳、鐵、鉻等)等進樣方式，可以大大的擴充原子熒光-->儀器的檢測范圍。含待測元素的樣品11在該系統內與相應的化學試劑反應，生成含有待測元素的氣相物12，這些氣相物直接導入或被載氣帶入其后的低溫等離子體原子化系統2中。所述低溫等離子體原子化系統2還設置有載氣入口，以在需要時導入載氣。所述低溫等離子體原子化系統2與蒸氣發生進樣系統1連接，包含放電裝置以形成低溫等離子體區21和自由原子區22兩個功能區域，這兩個區域既可以是分立的也可以是重合的。在低溫等離子體原子化系統中，所述待測元素的氣相物12經在低溫等離子體區21內轉化為自由原子，形成自由原子區22。所述低溫等離子體區21是利用放電裝置在電壓為1k-30kV，頻率為10Hz-1MHz的交流、直流或交流頻率為10Hz-1MHz的交直流耦合產生流光放電、輝光放電、無聲放電或電弧放電產生的。放電裝置具有兩種形式：線筒式結構(見圖2)或平行板式結構(見圖3)。參見圖2，所述線筒式結構放電裝置包括柱狀電極213和圍繞柱狀電極213的圓筒狀電極212，兩電極之間即為低溫等離子區。兩電極間加1kV-30kV的直流、交流或交直流耦合電壓，其中交流電的頻率范圍從10Hz-1MHz，通電后兩電極間放電形成低溫等離子體211。所述柱狀電極213的外表面可裸露，也可以部分或全部包裹介質214；同樣圓筒電極212的內表面可裸露，也可以部分或全部包裹介質214。參見圖3，所述平行板式結構放電裝置包括兩塊平行的電極215，兩電極間有1k-30kV的直流、交流或交直流耦合電壓，其中交流電的頻率范圍從10Hz-1MHz。在兩電極的相對面可裸露，也可以部分或全部包裹介質214。通電后兩塊平行的電極215之間放電形成低溫等離子體211。所述低溫等離子體211內含有大量由放電產生的電子和正離子，其能量可高達5eV以上，這些粒子與含有待測元素的氣相分子發生碰撞，生成待測元素的原子。由于該等離子體系統中有大量的高能粒子，其碰撞原子化過程中能夠提供較高的能量，所以能完成一些必須高溫才能實現的原子化過程。同時，這種等離子體區中高能粒子所占比例較小，大部分粒子仍處在低能量狀態，所以整個等離子體區域的宏觀溫度仍然較低，一般不超過100℃。實際結構上，低溫等離子體原子化系統有兩種形式，分別稱為直接檢測式低溫等離子體原子化系統和導出式低溫等離子體原子化系統。所述直接檢測式低溫等離子體原子化系統的特點是自由原子區22可以和低溫等離子區重合21(見圖4)，原子熒光儀器中-->的檢測光路直接通過低溫原子等離子體區進行檢測；所述導出檢測式低溫等離子體原子化系統的特點是自由原子區22和低溫等離子區分立(見圖1和圖5)，原子熒光儀器中的檢測光路不通過低溫等離子體區21，低溫等離子體區內產生的自由原子被載氣(惰性氣體)導出低溫等離子體區21，形成一個獨立的自由原子區，檢測光路直接通過低溫原子等離子體區進行檢測。所述低溫等離子體原子熒光光譜儀的光源系統3可以是空心陰極燈、無極放電燈或激光光源。所述低本文檔來自技高網...

【技術保護點】
低溫等離子體原子熒光光譜儀，其特征是包括蒸氣發生進樣系統（１）和與其連接的低溫等離子體原子化系統（２），所述低溫等離子體原子化系統（２）包括形成低溫等離子體區（２１）和自由原子區（２２）的放電裝置，在自由原子區（２２）側面設置有光源系統（３）和光學檢測系統（４）。

【技術特征摘要】
1、低溫等離子體原子熒光光譜儀，其特征是包括蒸氣發生進樣系統(1)和與其連接的低溫等離子體原子化系統(2)，所述低溫等離子體原子化系統(2)包括形成低溫等離子體區(21)和自由原子區(22)的放電裝置，在自由原子區(22)側面設置有光源系統(3)和光學檢測系統(4)。2、根據權利要求1所述的原子熒光光譜儀，其特征是所述放電裝置為線筒式結構或平行板式結構。3、根據權利要求2所述的原子熒光光譜儀，其特征是所述線筒式結構放電裝置包括柱狀電極(213)和圍繞柱狀電極(213)的圓筒狀電極(212)，兩電極間有1k-30kV的直流、交流或交直流耦合電壓，其中交流電的頻率范圍從10Hz-1MHz，兩電極的外表面為裸露，或者部分或全部包裹介質(214)。4、根據權利要求2所述的原...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉霽欣，那星，陳志新，裴曉華，
申請(專利權)人：北京吉天儀器有限公司，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]