[發明專利]一種液體陰極輝光放電原子化器

無效

• 申請號: 201410352907.4
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104089945A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 汪正;周磊;蓋榮銀;楊嘯濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: G01N21/67
• 分類號: G01N21/67
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

技術領域

本發明屬于原子光譜分析技術領域，具體涉及一種液體陰極輝光放電原子化器(光源發生部分)。

背景技術

在目前的研究中，單液態電極放電系統中的主體結構基本一致，包括光源發生部分(即原子化器)、分光系統、檢測裝置和數據處理系統四個部分。其中原子化器包括金屬陽極、液體池、進樣管(含玻璃毛細管)和排液管。液體樣品經進樣管由蠕動泵引入玻璃毛細管溢出，溢出部分作為液體陰極與金屬陽極在施加高電壓條件下產生等離子體。放電過程中，液態電極中的溶液不斷被汽化，從而使得溶解在溶液中的金屬離子進入等離子體中并被激發，產生發射光譜，而放電所產生的發射光譜與溶液電極中的溶質成分相關，因此通過發射光譜檢測就可以實現溶液中金屬離子的檢測。單液態電極放電系統利用這一原理已經在原子光譜分析領域得到了廣泛的應用。液體陰極輝光放電光譜儀就是這樣一類儀器。這一裝置已申請發明專利，該專利公開號為CN103163116A。

現有的原子化器中，液體池是一個容積60mL的聚四氟乙烯圓柱形容器，中間開了一個較小的玻璃毛細管孔道，側邊有一個較大的排液管孔道，玻璃毛細管是通過毛細管孔道豎直插在液體池中心的。通過排液管頂端相對于液體池底部的高低位置來調節液體池中液面的高度，同時使玻璃毛細管頂端的高度高于液面2～4mm，豎直放置的金屬棒下端位于玻璃毛細管頂端正上方2～4mm處。在施加高壓的情況下，金屬陽極作為正極，從玻璃毛細管頂端溢出的液體通過液體池中的液面與電源負極相連作為陰極，從而產生等離子體。

在實驗中，當液體通過排液管排出時，會導致液體池中液面的波動，影響等離子體放電的穩定性，造成測試信號的波動。通常在實驗開始前，需要花大量時間穩定液面，影響實驗效率，同時也不利于進行野外在線檢測。

發明內容

本發明旨在進一步提高現有液體陰極輝光放電原子化器測量性能的穩定性，提供一種結構簡單、價格低廉、性能穩定的液體陰極輝光放電原子化器。

本發明提供了一種液體陰極輝光放電原子化器，所述原子化器包括與高壓電源的正極相連的金屬陽極、與高壓電源的負極相連的石墨棒、液體池、進樣單元以及廢液排出單元。其中，所述石墨棒以水平貫穿液體池壁的方式固定于液體池上，所述進樣單元包括垂直貫通石墨棒和液體池底部兩者的進樣管，所述進樣管的頂端位于所述金屬陽極下端的正下方，所述進樣單元中溶液從所述進樣管的頂端逸出，與所述金屬陽極之間構成輝光放電區域，進樣管頂端溢出的液體與石墨棒導通。所述排液單元包括與所述液體池底部連通的排液管，所述排液管頂端與所述液體池底部位于同一水平面。

本發明提供了一種結構簡單、價格低廉、性能穩定的原子化器的結構設計，其中與高壓電源的石墨棒水平固定于液體池的側壁，而垂直設置的進樣管垂直貫通石墨棒和液體池底部，進樣管頂端溢出的液體與石墨棒導通。廢液通過排液單元從液體池排出，而排液單元的排液管頂端與所述液體池底部位于同一水平面，去除了液體池中液面波動對等離子體放電的影響，適用于液體陰極輝光放電光譜儀或類似裝置。

較佳地，石墨棒與進樣管頂端的距離為2-4mm。

較佳地，所述進樣管的頂端與所述金屬陽極的下端之間的距離為2～4mm。

較佳地，所述進樣單元還包括將溶液引入至所述進樣管以從其頂端溢出的進樣泵。所述排液單元還包括通過排液管將液體從液體池中排出的排液泵。所述進樣泵和所述排液泵為共用的蠕動泵。

較佳地，所述液體陰極輝光放電原子化器還包括用于安裝所述液體池和所述金屬陽極的三維平臺，所述三維平臺配置能夠在X、Y、Z方向上精確調節所述液體池和所述金屬陽極的位置。

采用上述結構，可以更精確地控制等離子體光源。

較佳地，所述液體陰極輝光放電原子化器還包括設置于所述金屬陽極與所述高壓電源的正極之間的保護電阻，電阻值為1～1.2KΩ。

采用上述結構，可以保護毛細管不會因為電流過大而損壞。

較佳地，所述高壓電源為能夠提供2000V以下的電壓、額定電流為0.1A的電源。

較佳地，所述金屬陽極是直徑為2～4mm的鎢電極或鈦電極，其尖端的直徑為1mm。

較佳地，所述石墨棒直徑為5mm。

較佳地，所述進樣管是內徑0.38mm、外徑1.1mm的玻璃毛細管。

采用上述結構，可以提高采集的背景信號的穩定性，改進儀器檢出限。

較佳地，所述裝置中的電解液通過無機酸調節PH＝1，所述液體池由耐酸的絕緣體材料制成。

較佳地，所述液體池的壁面用于固定石墨電極。

附圖說明