[發明專利]一種微型常壓輝光放電等離子體激發源

有效

• 申請號: 201410534658.0
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104254188A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 朱振利;何棟;鄭洪濤;胡圣虹
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于原子發射光譜激發源領域，尤其涉及一種微型常壓輝光放電等離子體激發源。

背景技術

原子發射光譜分析法是地質、環境等科學領域中十分常用的分析技術，對相關科學領域的發展起著重要作用。而目前的常規原子發射光譜分析絕大多數仍是在實驗室內進行的，難以滿足現場及時分析的需要。其中限制原子發射光譜小型化的關鍵點在于激發源的小型化。目前原子發射光譜常用的激發源主要有電感耦合等離子體（ICP）、直流電弧、低壓交流電弧、高壓電容火花等。這些激發源都有惰性氣體消耗大、功率高、體積龐大、使用及維護成本高等缺點，難以實現小型化和便攜式設計，不能滿足野外現場分析的要求。而常壓輝光放電技術由于其功耗低、惰性氣體消耗量小、結的構簡單等特點，作為一種新型的激發源在研制小型化儀器方面有很大的發展潛力。

現有的常壓輝光放電激發源其電極結構多為平板式或矩管式。平板式常壓輝光放電激發源通過對固定在載氣通道兩側的電極板施加高壓產生輝光放電。該激發具有放電穩定，能量分布均勻等特點，但由于形狀和尺寸的限制，并不利于對其進行軸向采光，限制了其作為激發源的分析效果，的靈敏度和檢出限。矩管式常壓輝光放電激發源通常在矩管電極通常置于矩管的的兩端，不利于對電極的放電距離進行調節，同時也影響采光效率?？傊狠x光放電等離子體激發源依舊存在穩定性差、耗氣量大、使用壽命短、靈敏度低等問題，這些不利因素都限制著常壓輝光放電等離子體激發源在便攜式儀器中以及在實際檢測中的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術的缺陷，提供一種微型常壓輝光放電等離子體激發源，實現激發源降低能耗、降低耗氣量，提高軸向采光能力的目的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種微型常壓輝光放電等離子體激發源，該激發源包括電源、限流電阻、絕緣底座、陽極金屬管、石英管、陰極金屬套管，其中所述絕緣底座沿水平方向依次開設同軸的圓柱形卡槽和通孔，通孔與圓柱形卡槽相接并其直徑小于圓柱形卡槽的直徑；所述石英管的封閉端固定在卡槽中，且在其封閉端中部與通孔對應處開設圓孔，所述圓孔的直徑與通孔直徑相同，陽極金屬管兩端均開口，其外徑與所述通孔相匹配，陽極金屬管由遠離卡槽一側穿入通孔，繼續穿入卡槽中的石英管內部并固定；所述陰極金屬套管固定在石英管開口端端頭的外側，且陰極金屬套管上設有向其內側石英管方向突出的內緣環；所述電源的正極與陽極金屬管相連，電源的負極與陰極金屬套管相連，電源的電壓范圍為600～1200V。

按上述技術方案，陰極金屬套管的內壁通過彈性卡環與石英管外壁相連。

按上述技術方案，所述石英管長度為30～70mm，內徑為3～6mm。

按上述技術方案，所述石英管中，陽極金屬管與陰極金屬套管的內緣環之間水平距離為5～20mm。

按上述技術方案，所述陽極金屬管的材質為銅或者鐵或者鎢或者不銹鋼合金，厚度為0.3～1.5mm，陽極金屬管的內徑為0.3～2mm；所述陰極金屬環的材質為銅或者鐵。

按上述技術方案，所述電源正極與陽極金屬管之間或者電源負極與陰極金屬套管之間串聯1～10kΩ的限流電阻。

本發明產生的有益效果是：本發明微型常壓輝光放電等離子體激發源結構簡單、能耗低、耗氣量低，軸向采光能力提高。同時陰極金屬套管的內壁通過彈性卡環與石英管外壁相連，避免因陰極金屬套管與石英管在結束放電降溫過程中收縮速度不同而損壞石英管；在回路中使用限流電阻，以保護電源，并增加光譜信號的穩定性。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是圖1的局部放大圖；

圖3是本發明實施例的工作示意圖；

圖4是本發明實施例以Ar作為載氣的硼氫化鉀氫化物蒸汽發生空白背景發射圖譜；

圖5是本發明實施例砷As、銻Sb混合樣品的特征發射圖譜。

附圖中：1-絕緣底座，2-陽極金屬管，3-石英管，4-陰極金屬套管，5-彈性卡環，6-氣瓶，7-氣體流量計，8-氫化物蒸汽發生系統，9-電源，10-限流電阻，11-光纖探頭，12-光纖，13-?CCD檢測器。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。