[發(fā)明專利]一種基于等離子體表面波激發(fā)的痕量元素檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710579736.2
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107422025B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 李壽哲;白陽
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N27/68
• 分類號: G01N27/68
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種基于等離子體表面波激發(fā)的痕量元素檢測裝置，其特征在于，所述的痕量元素檢測裝置包括等離子體激發(fā)源發(fā)生系統(1)、霧化系統(2)、光譜檢測系統(3)和冷卻系統(4)；

所述的等離子體激發(fā)源發(fā)生系統(1)包括放電管(7)和表面波等離子體激勵器(15)，放電管(7)垂直插入表面波等離子體激勵器(15)的耦合開口處；放電管(7)的位于工作氣體流動方向上游處的管口為工作氣體進口(5)，放電管(7)內氣體流動的上游段的緊貼內管壁放置一個中空金屬管(6)，中空金屬管(6)從工作氣體進口(5)處一直延伸到表面波等離子體激勵器(15)附近；位于放電管(7)工作氣體流動方向下游處的管口為出氣口(14)，緊接出氣口(14)的位置放置一個具有和放電管(7)內徑相當的開孔的擋板(13)，擋板(13)用于改變放電管(7)出口端界面處的阻抗；在放電管(7)內氣體流動的下游段側壁上平行于軸線的兩個位置設有兩個開孔，兩個開孔在放電管(7)同側排布，靠近表面波等離子體激勵器(15)的開孔上串接石英引入管(8)，作為氣相樣品及其載氣的引入口(9)；另一個開孔用一個透明的石英片密封作為光譜檢測的觀測窗口(12)；

所述的光譜檢測系統(3)包括光纖探頭(11)和光譜儀(10)；光纖探頭(11)位于光譜檢測的觀測窗口(12)處，并與光譜儀(10)連接，光譜儀(10)連接計算機；

所述的霧化系統(2)為氣動霧化裝置(20)，氣動霧化裝置(20)與氣相樣品及其載氣的引入口(9)連通；

所述的冷卻系統(4)包括風冷裝置(16)、液體冷卻裝置(17)，兩種冷卻裝置可以同時使用，也可以擇一使用；所述的風冷裝置(16)位于放電管(7)的工作氣體流動方向的下游，所述的液體冷卻裝置(17)位于產生熱量的表面波等離子體激勵器(15)的能量耦合區(qū)域處；

工作氣體從放電管(7)的上游注入，在表面波等離子體激勵器(15)的能量耦合區(qū)域產生等離子體，且產生的表面波等離子體能夠延展至放電管(7)的出口端；待測液體樣品經氣動霧化裝置(20)處理后形成氣相樣品，氣相樣品由引入口(9)通過石英引入管(8)引入到表面波等離子體中，待測樣品中的元素經表面波等離子體激發(fā)產生特征光譜，由光纖探頭(11)在光譜檢測的觀測窗口(12)接收，并傳送到光譜儀(10)，計算機分析待測樣品的特征激發(fā)譜線，實現對待測樣品中痕量待測元素的定性和定量分析。

2.根據權利要求1所述的一種基于等離子體表面波激發(fā)的痕量元素檢測裝置，其特征在于，所述的擋板是金屬材質或與放電管(7)具有不同介電常數的介電材料；當擋板(13)為金屬材質時，所述的放電管(7)上與觀測窗口(12)對應的開孔設置于氣相樣品及其載氣的引入口(9)及出氣口(14)之間，距離出氣口(14)四分之一個表面波波長的偶數倍的位置附近；當擋板(13)為介電材料時，所述的放電管(7)上與觀測窗口(12)對應的開孔設置于氣相樣品及其載氣的引入口(9)及出氣口(14)之間，距離出氣口(14)四分之一個表面波波長的奇數倍的位置附近。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于等離子體表面波激發(fā)的痕量元素檢測裝置，其特征在于，所述的等離子體激發(fā)源發(fā)生系統(1)的工作模式采用連續(xù)模式或者脈沖模式；所述的等離子體激發(fā)源發(fā)生系統(1)的微波頻率為2.45GHZ。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于等離子體表面波激發(fā)的痕量元素檢測裝置，其特征在于，所述的液體冷卻裝置(17)為設有冷卻液體進口(19)和冷卻液體出口(18)的石英管，套接固定在放電管(7)外圍，同放電管(7)一起垂直插入表面波等離子體激勵器(15)的耦合開口處；所述的液體冷卻裝置(17)采用的冷卻液體為正十四烯；所述的風冷裝置(16)臨近表面波等離子體激勵器(15)的能量耦合區(qū)域，風冷裝置(16)的出氣口正對放電管(7)。