[發明專利]一種分析電源、礦粉分析裝置及方法

有效

• 申請號: 201410657137.4
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104363689A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 鄭新平;喻正寧;張濤;王蘇彥;李銀碧
• 申請（專利權）人: 聚光科技（杭州）股份有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;G01N21/71
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種分析電源、分析裝置及方法，尤其是一種大功率等離子分析電源、礦粉分析裝置及方法。

背景技術

對礦物進行高精度的光譜分析，目前市面上有兩種儀器，一種是采用化學分析方法的ICP-OES或ICP-MS，一種是將礦粉離子化的直讀光譜分析儀。

其中，采用化學分析方法的ICP-OES或ICP-MS，需對固體礦物樣品進行采樣、消解等一系列前處理過程，將礦物樣品轉化成可供ICP-OES或ICP-MS檢測的樣品形態，這種方法能夠實現礦物檢測，但其制樣時間長，且，僅適用于弱酸性物質，不適用堿性物質；同時，對有些元素的檢測限不高，對檢測對象有限制，不能滿足現場采礦和復雜的礦樣礦粉快速準確分析的場合。

而直讀光譜分析儀，無需對樣品進行前處理，能夠對礦物進行快速、直接的高精度光譜分析。直讀光譜分析儀的工作過程如下：首先對樣品進行均勻等離子化，由于大多數礦物不是導體，無法直接進行電處理，需要用高壓對樣品進行激化，同時加上適當的大電流，在一定的時間里，樣品轉化成等離子，在適當且穩定的等離子化下，將產生電子躍遷，不同的物質將發射不同波長的特征譜線，發射出的特征光譜的強度與其含量成比例。

在這種分析方法中，高壓且受控的大電流的等離子電源的性能會直接影響最終的分析結果。

現有技術一般利用工頻變壓器對市電進行隔離，利用可控硅控制電流，利用串聯電容和電感，用干簧管高壓繼電器通斷產生高壓，作用在礦粉上，使礦粉等離子化。

這種方法雖能初步實現分析，但有以下缺點：

1、穩定性差

由于采用的是可控硅的續流特性實現大電流的供應，在外部市電供電影響下，難以保證高電壓及大電流的穩定供應；

2、無法實現智能控制

無法實現可控硅提供的大電流的智能精細控制，使得礦物樣品無法達到最佳等離子化；

3、體積龐大、能效底

可控硅及電源控制體積龐大、重量高，檢測效率低下；

4、可靠性及安全性差

高壓繼電器中的機械切換容易產生損傷，造成觸點粘接，使得分析儀器的可靠性及安全性差；

采用高壓二極管串聯達到高壓，成本高，同時受到高壓半導器件限制，其反向恢復時間長，且能源損耗大。

5、電流工作范圍受到限制

電流工作范圍受到限制，一方面，是受高壓繼電器等器件的限制，電流只能工作在20A以下；另一方面，高壓二極管的工作電流需在30A以內。

綜上，目前市場上現有的礦粉分析儀，不符合儀器高精、靈巧、穩定使用方便的潮流。

發明內容

為了解決現有技術中的上述不足，本發明提供了一種高可靠性、低成本、高性能的、靈活配置適合各種類型礦粉分析的大功率等離子分析電源，便于集成到礦粉分析儀中。

一種分析電源，包括：

電源，所述電源給磁阻提供電流；

磁阻，所述磁阻具有輸出端；

磁阻驅動，所述磁阻驅動控制所述磁阻的電感；

脈沖發生器，所述脈沖發生器輸出高壓脈沖；

控制單元，所述控制單元控制所述電源、磁阻驅動和脈沖發生器工作。

進一步，所述控制單元按照以下時序控制電源、磁阻驅動和脈沖發生器：

控制電源輸出；

控制磁阻驅動，使磁阻飽和；

控制脈沖發生器，使脈沖發生器無輸出；

控制電源關閉；

控制磁阻驅動，使磁阻復位；

控制脈沖發生器，使脈沖發生器輸出高壓脈沖，返回電源輸出。

作為優選，所述控制單元為數字信號處理器。

作為優選，所述電源為等離子分析電源。

進一步，所述電源為數字電源。

進一步，所述數字電源的電流輸出范圍為0～200A。

本發明還提供了一種礦粉分析裝置，包括分析電源、激發單元和分析單元，所述分析電源的輸出端與激發單元相連，所述分析電源輸出高壓脈沖和大電流作用到激發單元上，使激發單元內的礦粉元素發出光譜；所述分析單元接收激發單元的光譜并對光譜進行分析。

進一步，所述分析電源為等離子分析電源，所述激發單元為等離子激發單元。

進一步，所述分析電源為上述任一所述的分析電源。

本發明還提供了一種礦粉分析方法，包括以下步驟：

A、分析電源輸出高壓脈沖和大電流作用到激發單元上，使激發單元內的礦粉元素發出光譜；

B、分析單元接收激發單元的光譜并對光譜進行分析。