[發明專利]封閉式原子化系統

無效

• 申請號: 201310049425.7
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103983620A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 梁敬;王慶;陳璐;董芳;侯愛霞;楊名名;張錦茂
• 申請（專利權）人: 北京瑞利分析儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;雷電

技術領域

本發明涉及原子化系統領域，尤其是涉及用于現場檢測的便攜式原子熒光光譜儀的原子化系統領域。

背景技術

原子熒光光譜儀作為痕量及超痕量分析儀器已經廣泛應用在食品安全、環境監測、地礦冶金等領域，其檢測原理如下：

(1)待測樣品的酸性溶液與堿性硼氫化鉀溶液混合后反應，生成大量的氫氣和待測元素的氣態物質，例如砷元素生成砷化氫氣體，硒元素生成硒化氫氣體。

(2)氫氣和待測元素的氣態物質經過氣液分離后進入原子化器；

(3)氫氣在傳輸在原子化器的上方時被點燃，形成氬氫混合火焰，同時待測元素的氣態物質在氬氫火焰中分解為基態原子，完成原子化過程；

(4)氬氫火焰中的基態原子在特征元素空心陰極燈的輻射下，其外層電子吸收特定波長的光能量發生共振躍遷，生成原子熒光。

(5)原子熒光被光電探測系統接收，經過放大和后續信號處理后，根據原子熒光的信號強弱就可以定量計算出待測元素的濃度，從而達到定量檢測痕量及超痕量金屬元素的目的。

原子化系統是原子熒光檢測過程中關鍵要素之一，承擔著將待測元素的氣態物質原子化的重要作用。原子化系統工作狀態的穩定與否直接決定了原子熒光檢測結果的可靠性。決定原子化系統穩定性的兩個關鍵要素是氬氫火焰和尾氣排放系統。在原子化器正上方氬氫火焰的中心位置上，基態原子密度最大，生成的原子熒光強度也最大，是原子熒光的最佳觀測位置。氬氫火焰的穩定對于原子熒光分析結果的準確性起著至關重要的作用，當氬氫火焰發生波動時，氬氫火焰的中心偏離光源的光路，輻射光源的有效利用率大幅下降，從而導致原子熒光強度急劇下降，影響分析結果的準確性。

在實驗室中運行的原子熒光光譜儀普遍采用環境空氣向原子化室內部自由擴散的形式，為氬氫火焰的燃燒提供助燃空氣，助燃空氣的補充自動完成。由于實驗室的環境相對穩定，因此氬氫火焰也就相對穩定。但是，如果原子熒光光譜儀走出實驗室，來到環境復雜多變的野外分析現場，上述通過自然擴散提供助燃空氣的方式則會嚴重影響氬氫火焰的穩定，進而影響原子熒光分析結果的準確性。

在實驗室中工作的原子熒光光譜儀，一般均采用獨立的排風系統抽取分析過程中產生廢氣。原子熒光光譜儀的原子化室內部氣體通過排風系統抽取并排放至大氣中時，抽取氣體的流量是一個影響氬氫火焰穩定性的關鍵因素。當抽取氣體流量過大時，氬氫火焰的會變得更高更細，同時劇烈抖動，原子熒光光譜儀的分析靈敏度急劇下降，同時分析結果的重復性也變得更差。當抽取氣體流量過小時，氬氫火焰的穩定性不會受到影響，但會導致廢氣無法有效排出，進而污染實驗室環境，損害人體健康。對于在野外分析現場工作的便攜式原子熒光光譜儀而言，由于功耗、體積、重量以及在實際運行上的問題，因此實驗室中使用的排風系統已經不適用于便攜式原子熒光光譜儀。

目前還未見有關于封閉式原子化系統的報道和專利。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于：提供一種用于便攜式原子熒光光譜儀的封閉式原子化系統。

為此，本發明的一種封閉式原子化系統，包括原子化室，所述原子化室的上方安裝有尾氣排放口，光學窗安裝于所述原子化室的側壁上，原子化器安裝于所述原子化室內部，所述原子化器的上邊緣比所述光學窗的中心點低，原子化室氣體入口伸出所述原子化室的側壁外，用于與原子熒光光譜儀的氣液分離器出氣口相連。

其中，所述尾氣排放口上安裝有渦輪風扇，所述渦輪風扇的出氣口與尾氣凈化管相連接。

其中，所述渦輪風扇抽取氣體的風量為1～30CFM，風壓為1～50mmH₂O。

其中，差壓傳感器安裝于所述原子化室的側壁上，所述差壓傳感器的端口A深入到所述原子化室的內部，端口B置于所述原子化室的外部，所述差壓傳感器與所述渦輪風扇電連接。

其中，所述差壓傳感器的安裝高度介于所述尾氣排放口和所述光學窗之間，測量范圍為-100～100mmH₂O。

其中，所述光學窗為多個，且均勻排布于所述原子化室的側壁上。

其中，所述光學窗為直徑為5～30mm的圓形石英雙凸透鏡。

其中，所述原子化器的上邊緣比所述光學窗的中心點低5～15mm。

其中，所述原子化室為圓筒狀，內徑為20～100mm，所述原子化器安裝于所述原子化室內部的中軸線位置。

其中，還包括空氣管，所述空氣管的一端為空氣出氣口，設于所述原子化器的下方，所述空氣出氣口向下，所述空氣管的另一端為空氣進氣口，用于與空氣源相連接。