[發明專利]一種雙向激發的高重復頻率火花光源

有效

• 申請號: 201310037680.X
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103115678A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 何嘉耀;張冠文;劉日威;陳江韓
• 申請（專利權）人: 中國廣州分析測試中心
• 主分類號: G01J3/10
• 分類號: G01J3/10
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本發明屬于光譜分析技術領域，尤其適合應用于專用的直讀火花光譜儀器。

背景技術

高重復頻率火花光源具備電弧光源的高靈敏度以及火花光源的高精密度優點，在直接分析和現場分析應用中仍然具有應用價值。目前國產儀器產生高重復頻率火花放電的方法主要有兩種：經典的方法和現代的數字化能量可調火花光源。經典的方法主要缺點是引燃火花放電的極性是單向的，在交流低壓火花放電應用中限制了其可靠性；并且其高壓變壓器直接耦合到分析間隙，放電速度存在限制，不能滿足更高重復頻率的要求；且引燃火花能量無法確保穩定，進一步限制其應用范圍。現代的數字化能量可調光源雖然可以根據具體樣品的性質精確控制火花放電能量，但是仍屬于單向火花放電，其光源的分析性能不如雙向火花放電。同時，這種系統結構復雜，可靠性低，不適合在相對惡劣的環境下運行，在現場分析應用中受到一定的限制。

除此之外，目前絕大多數火花光源系統與外部控制器通過直接信號連接，而火花光源電路本身是一個嚴重的電磁干擾源，因此對控制電路存在干擾的可能。

發明內容

本發明的目的在于提供提供一種結構簡單、可靠工作的高重復頻率交流低壓火花光源，應用于直讀火花光譜儀器的雙向激發的高重復頻率火花光源。

為實現以上目的，本發明采取了以下的技術方案：一種雙向激發的高重復頻率火花光源，包括高重復頻率雙向火花引燃電路，所述高重復頻率雙向火花引燃電路包括與主控制電路連接的光導纖維信號輸入接口電路，雙脈沖系列產生電路和雙向激發的高壓火花引燃電路，所述光導纖維信號輸入接口電路一端與交流電源輸入端電連接，另一端與雙脈沖系列產生電路電連接，光導纖維信號輸入接口電路用于接受外部控制器控制并驅動雙脈沖系列產生電路，雙脈沖系列產生電路用于產生重復頻率固定的可控硅觸發脈沖，雙脈沖系列產生電路另一端與所述雙向激發的高壓火花引燃電路電連接，所述雙向激發的高壓火花引燃電路輸出端分別接地及與高壓端電連接。

進一步的，所述光導纖維信號輸入接口電路包括光導纖維耦合器、第一二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻、電解電容、第一三極管、光耦合可控硅和變壓器，所述光導纖維耦合器的第三輸出端與交流電源輸入端的第二輸出端連接，光導纖維耦合器的第二輸出端連接電解電容的正極，電解電容的負極連接交流電源輸入端的第二輸出端，第一二極管的正極連接交流電源輸入端的第二輸出端、負極通過第二電阻和第一電阻與電解電容的負極連接，第三電阻的一端與電解電容的負極連接、另一端與光耦合可控硅的輸入正極連接，光耦合可控硅的輸入負極與第一三極管的集電極連接，第一三極管的發射極接光導纖維耦合器的第三輸出端、基極通過第四電阻接光導纖維耦合器的第一輸出端，光耦合可控硅的輸出端一端與第一三極管的發射極連接、另一端通過變壓器的原線圈連接到第一二極管的正極。

所述雙脈沖系列產生電路包括上下對稱的兩部分電路，分別為輸入交流電正、負半周輸出頻率穩定的觸發脈沖產生電路。

進一步的，所述上部分電路包括第二二極管、第五電阻、第七電阻、第九電阻、第一穩壓二極管、第一電容、第二三極管、第十一電阻，所述第二二極管正極接變壓器第一副線圈一端，負極通過第五電阻、第七電阻、第一電容接變壓器第一副線圈另一端，所述第一穩壓二極管的負極接第五電阻和第七電阻之間、正極接變壓器第一副線圈另一端，所述第九電阻一端接第一穩壓二極管的負極，另一端接第二三極管的第一發射極，第二三極管的基極接第七電阻和第一電容之間，第二三極管的第二發射極接第十一電阻的一端，第十一電阻另一端接變壓器第一副線圈另一端。

所述雙向激發的高壓火花引燃電路包括第十三電阻、第十四電阻、第一可控硅、第二可控硅、第四二極管、第五二極管、高壓變壓器、第三電容、限流電阻，所述第一可控硅的陽極和第四二極管的負極連接后通過第十三電阻接交流電源輸入端的第一輸出端，第一可控硅的陰極和第四二極管的正極連接后接高壓變壓器的原線圈一端，第一可控硅的控制極接雙脈沖系列產生電路的上部分電路，所述第十四電阻、第二可控硅、和第五二極管分別為與第十三電阻、第一可控硅和第四二極管相對稱的連接結構，所述高壓變壓器的副線圈一端通過限流電阻接高壓端，另一端接地。

還包括高壓放電電容，其一端接限流電阻，另一端接地。

高重復頻率雙向火花引燃電路位于分析放電間隙和輔助放電間隙之間，并在輔助間隙旁設風扇。