[發明專利]一種均勻氣流激光剝蝕池及其應用

有效

• 申請號: 201711434961.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107870118B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 謝烈文
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N1/44
• 分類號: G01N1/44;G01N27/62
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發明涉及一種均勻氣流激光剝蝕池及其應用，所述激光剝蝕池包括均勻氣流發生器、樣品室和樣品導出部，所述均勻氣流發生器包括壁部、發生器內腔、將發生器內腔分隔成第一緩沖區和第二緩沖區的單層緩沖篩板、在所述第一緩沖區中植入一金屬氣管，所述金屬氣管的外端為氣體入口，所述金屬氣管的管壁上設置有至少5個散氣孔，孔口開向發生器內腔上壁；所述樣品室與第二緩沖區通過一多層篩板氣體連通，所述樣品導出部與所述樣品室流體連通；所述樣品導出部設置有導出口。本發明能夠提供均勻的氣流來降低不同剝蝕位置的粒子傳輸效率，從而降低位置效應對同位素分餾結果準確度和精確度的影響，在高精度同位素組成分析領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種均勻氣流激光剝蝕池及其應用，屬于元素同位素組成檢測技術領域。

背景技術

近年來，激光剝蝕多接收電感耦合等離子體質譜技術(LA-MC-ICP-MS)在穩定同位素地球化學中的應用越來越廣泛，例如，分析礦物、隕石和玻璃樣品中Li、B、Mg、Si、Ca、Fe、Cu等元素的同位素組成。目前的研究表明，自然界穩定同位素的分餾為千分之幾，這為我們反演各種地質過程提供了新的途徑，同時對分析技術的分析精確度和準確度提出了非常高的要求。

激光剝蝕多接收電感耦合等離子體質譜技術具備高空間分辨率和高分析速度，同時具有較高的準確度和精確度，因而具有廣闊的應用前景。然而，位置效應是目前該技術應用一個主要障礙，位置效應嚴重影響了激光剝蝕多接收電感耦合等離子體質譜技術的準確性和精度。近年來的研究表明，位置效應是由于不同剝蝕位置的傳輸效率有所差異造成的，而氣流是影響剝蝕粒子傳輸的重要因素之一。在目前商用的激光剝蝕池里不同的位置會形成不同的氣流模式，無法形成均勻的氣流。激光剝蝕池內形成渦旋時，大部分的剝蝕粒子會跟隨渦旋的流動方向流動，這些均影響剝蝕粒子的傳輸效率。

因此，在剝蝕池內形成均勻的氣流及獲得均勻的粒子傳輸效率對激光剝蝕多接收電感耦合等離子體質譜技術高精確度測量同位素組成具有非常重要意義。

發明內容

為了解決一個或者多個技術問題，本發明提供了一種能減少位置效應進而提高分析測試樣品同位素組成的準確度和精確度的激光剝蝕池，本發明中的激光剝蝕池能夠提供均勻的氣流來降低不同剝蝕位置的粒子傳輸效率的差異，從而降低位置效應對同位素組成結果準確度和精確度的影響。

本發明在第一方面提供了一種均勻氣流激光剝蝕池，包括均勻氣流發生器、樣品室和樣品導出部，所述均勻氣流發生器包括壁部、由所述壁部圍成的發生器內腔、將所述發生器內腔分隔成第一緩沖區和第二緩沖區的具有緩沖網區的單層緩沖篩板、由所述壁部植入所述第一緩沖區中的金屬氣管；所述金屬氣管的外端為氣體入口，所述金屬氣管植入所述第一緩沖區中的部分設置有至少5個散氣孔，所述至少5個散氣孔被設置成使得從氣體入口導入的氣體朝向遠離所述單層緩沖篩板的一側散放；所述第一緩沖區與第二緩沖區通過所述單層緩沖篩板氣體連通，所述樣品室與所述第二緩沖區通過多層篩板氣體連通，所述樣品導出部與所述樣品室流體連通；所述樣品導出部設置有導出口。

優選地，所述單層緩沖篩板設置在所述發生器內腔大致中央的位置；和/或所述緩沖網區分布在所述單層緩沖篩板大致中央的位置。

優選地，所述樣品室垂直連接在所述均勻氣流發生器大致中央的位置。

優選地，所述樣品導出部呈水滴狀。

優選地，所述均勻氣流發生器與所述樣品室呈長方體狀；所述均勻氣流發生器的長度為50mm，寬度為8mm，并且高度為25mm；所述樣品室的長度為50mm，寬度為3.6mm，并且高度為60mm；所述樣品導出部的高度為50mm；所述多層篩板的長度為50mm，寬度為3.6mm；所述單層緩沖篩板上的緩沖網區的長度為50mm，寬度為3.6mm。

優選地，所述樣品室內設置有多個用于容納樣品靶的樣品定位盤；所述樣品靶由嵌有樣品的環氧樹脂板制成。