[發明專利]無洛侖茲力的交流塞曼背景校正原子吸收裝置及其方法

無效

• 申請號: 201010103281.5
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN102141518A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 楊嘯濤;陳建鋼;劉志高;滕霖
• 申請（專利權）人: 上海華之光譜儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/74
• 分類號: G01N21/74
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 朱妙春

技術領域

本發明涉及一種交流塞曼背景校正原子吸收裝置及其方法，尤其涉及一種在交變磁場塞曼背景校正系統中，使用了在相位上錯開提供磁場電流和石墨爐加熱電流，使安培力為零的交流塞曼背景校正原子吸收裝置及其方法。

背景技術

本領域人士眾所周知，塞曼背景校正是目前最完善的原子吸收背景校正方式，能準確校正極高的背景吸收信號，沒有光譜干擾，并能覆蓋全部原子吸收使用的波長范圍。

但是在石墨爐加熱時(無論是縱向加熱或者橫向加熱，無論是交流磁場或者直流磁場)，由于大電流通過置于磁場的石墨管，而且電流方向往往與磁場方向垂直。

由于大電流通過置于磁場的石墨管，石墨管受到洛侖茲力的影響，這對石墨爐機械結構，石墨管形狀產生了特殊的要求，對光學系統的穩定性要求也更高了。

關于洛侖茲力可以如下描述：導體中有電流，就是電子在運動，運動電荷在磁場中會受到洛侖茲力，大量電子洛侖茲力的宏觀表現就是安培力。如果導體長度L，通過的電流I，垂直于磁場，磁感應強度為B，安培力的大小為F＝BIL，安培力的方向用左手定則判斷：伸出左手，四指指向電流方向，讓磁力線穿過手心，大拇指的方向就是安培力的方向。

在塞曼儀器中：縱向加熱橫向磁場，橫向加熱縱向磁場；橫向加熱橫向磁場，它們的加熱電流方向和磁場方向都是垂直的。

因此，石墨管都會受到洛倫茲力的影響，如果磁場和電流都是恒定的(用固定磁鋼為磁場，直流加熱石墨管)受力的方向不變，如果使用交變磁場或者交流加熱，受力方向就會變化，因而引起石墨管震動，若石墨管采用直流加熱，磁場是脈沖磁場，仍然還有強烈震動。

以橫向加熱石墨管為例，如果磁感應強度為1T(特斯拉)，石墨管最大加熱電流為1000A(安培)，與磁場垂直方向的石墨管長度為1cm(厘米)，那么石墨管所受垂直于光束方向的安培力為1Kg(公斤力)。對于快速升溫的石墨爐，如果加熱電流從零到最大電流需要1ms(毫秒)，那么石墨管上受到的沖量為1000kg/s(噸/秒)！

以上討論可以看出，交變磁場的儀器比恒定磁場的儀器更難，因為校正背景是靠磁場開和關，這時候很可能由于洛侖茲力(更確切地說：安培力)的作用，磁場開和關的兩個時間里，由于石墨管的運動而不在光路的同一位置上，如果石墨爐的結構不可靠的話，可能的結果是造成基線的偏移。

圖1為交流塞曼背景校正原子吸收系統安培力的影響示意圖，圖1表明了在安培力存在的情況下，由于石墨管的震動使得光束在狹縫上的像發生位移而造成基線偏移，其中13號線代表磁場關斷時的吸光度，11號線表示磁場開時的吸光度，由于石墨管的位移或者震動光能量發生變化，基線偏移，12號線代表經過背景校正運算的吸光度信號。

發明內容

針對上述問題，本發明的主要目的在于提供一種無洛侖茲力的交流塞曼背景校正原子吸收裝置及其方法，與普通的交流塞曼背景校正原子吸收裝置及其方法相比，本發明將磁場電流波形和石墨管加熱波形在時間上互相錯開使得磁場下大電流加熱的石墨管不產生安培力。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種無洛侖茲力的交流塞曼背景校正原子吸收裝置，其特征在于：該裝置包括：一原子化器，所述原子化器兩側裝有受控磁場發生裝置，所述受控磁場發生裝置連接對受控磁場發生裝置產生的磁場的參數和波形進行控制的控制裝置，該交流塞曼背景校正原子吸收裝置還包括加熱系統，所述加熱系統通過加熱管道和原子化器相連。

其中，所述加熱系統為直流開關型石墨爐加熱電源。

更進一步地，所述直流開關型石墨爐加熱電源為計算機系統控制的按一定波形加熱或斷續加熱的電源。

一種無洛侖茲力的交流塞曼背景校正原子吸收方法，其特征在于：該方法包括下列步驟：

第一步：波形控制：磁場波形和石墨爐加熱電流波形的發生并進行磁場和石墨爐電源的控制，在磁場導通時，石墨管加熱電流為零，在磁場關斷時石墨管正常加熱，由于石墨管電流加熱的熱惰性，并不影響正常的加熱只是需要加熱電流的峰值比原來高；

第二步：信號采集：在有磁場電流即磁場導通時進行原子吸收塞曼背景校正，這時的儀器原子吸收信號完全不受洛侖茲力的干擾。

更進一步地，該方法在時間上互相錯開磁場電流和石墨爐管加熱電流，使得石墨管在有電流時不會產生洛侖茲力即安培力。

本發明的積極進步效果在于：本發明提供的一種無洛侖茲力的交流塞曼背景校正原子吸收裝置及其方法具有以下優點：本發明由于在交變磁場塞曼背景校正系統中，使用了在相位上錯開提供磁場電流和石墨爐加熱電流，使安培力為零，避免了石墨管本身的震動和光學系統的影響。

附圖說明