[實用新型]一種應(yīng)用于原子熒光的背景光過濾裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920833996.2
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN210294062U
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田融冰;武進田;李賽男;劉金榮;舒宏祥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北分瑞利分析儀器（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01J3/44;G01J3/02
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 楊青

本實用新型涉及一種應(yīng)用于原子熒光的背景光過濾裝置。包括石英窗片、入射狹縫、準直鏡、色散元件、物鏡、出射狹縫轉(zhuǎn)動機構(gòu)、出射狹縫、遮光罩和光電倍增管。入射光通過石英窗片及入射狹縫進入裝置內(nèi)，通過準直鏡匯聚成平行光并反射到色散元件上，通過色散元件色散后的單色光通過物鏡匯聚后反射到光電倍增管的光陰極接收面上。通過調(diào)整準直鏡、色散元件和物鏡的角度將不同波長的光譜依次投射到光電倍增管光陰極接收面自下向上的區(qū)域內(nèi)。通過轉(zhuǎn)動出射狹縫來選擇出射光的光譜范圍。本實用新型利用平面光柵的色散原理來實現(xiàn)帶寬可調(diào)的譜線過濾，既能實現(xiàn)干涉濾光片的功能，又能得到比干涉濾光片高的透過率，可以有效地提高原子熒光光譜儀的信噪比。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及原子熒光光譜分析儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于原子熒光光譜儀的火焰發(fā)射光譜、元素燈雜散光發(fā)射光譜等背景光的過濾系統(tǒng)。

背景技術(shù)

原子熒光光譜儀是原子光譜分析法的重要組成部分，其主要結(jié)構(gòu)包括光源、進樣系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、原子化器、檢測器、信號放大及輸出。待測元素的原子化過程主要是在原子化器中進行的，尤其對于采用火焰法分析的元素，待測元素的氫化物在原子化器中進行原子化過程，需要點燃一個氬氫火焰，火焰會發(fā)射出連續(xù)光譜，其強度會隨著火焰的抖動而產(chǎn)生小于200Hz的不規(guī)則變化。同時作為激發(fā)光源的空心陰極燈并不是單一波長光源，會伴生發(fā)射出強度數(shù)百倍于待測元素波長的中、長波有害譜線，其中很大一部分有害譜線的波長集中在300nm～330nm。

采用單色器等分光系統(tǒng)可以有效地過濾掉所有背景光的干擾，但是原子熒光的發(fā)射譜線除了主靈敏線之外還有很多次靈敏線，如果采用分光系統(tǒng)會損失掉大量的次靈敏線的光譜強度。另外采用干涉濾光片也可以有效地過濾掉所有背景光的干擾，但是在現(xiàn)有技術(shù)中，干涉濾光片的透過率只有20％～30％，而且由于待測元素的特征譜線分布在300nm～320nm之間與雜散光的譜線有重疊，因此無論怎么選擇干涉濾光片的帶通范圍總有遺憾。綜合考慮透過率等因素，使用干涉濾光片改善系統(tǒng)信噪比具有一定的局限性，而且常規(guī)干涉濾光片的通過頻率不能完全覆蓋原子熒光可測量元素的所有發(fā)射譜線，使用干涉濾光片必然要減少原子熒光的測量范圍，而定制干涉濾光片的成本較高，在性價比上具有一定的局限性。因此，原子熒光光譜儀為了保證檢測器能夠接收到足夠的待測元素發(fā)射光譜的能量，一般不采用單色器等分光系統(tǒng)或干涉濾光片等手段來消除背景光的干擾。

在現(xiàn)有技術(shù)中，主要采用日盲型光電倍增管作為檢測傳感器來濾除長波光譜干擾，但是在現(xiàn)有的日盲型光電倍增管中，其波長響應(yīng)的截止區(qū)剛好位于300nm-350nm，與空心陰極燈的部分伴生譜線正好重合，因此對這部分較強的背景干擾的屏蔽效果較差。另外，在光路設(shè)計上主要采用光源與檢測器成銳角的光路系統(tǒng)來消除光源雜散光的影響，但是對于銳角光路而言，由于存在著原子化室內(nèi)壁的反射效應(yīng)的存在，無論如何設(shè)計原子化室形狀、原子化室內(nèi)壁涂層材料以及設(shè)置光學(xué)陷阱等方式都無法完全消除反射影響，尤其是對一些發(fā)光區(qū)域較大的空心陰極燈，例如汞元素空心陰極燈等，其光源雜散光的影響還是比較明顯的。在濾除火焰發(fā)射光譜干擾方面，普遍采用對激發(fā)光源能量進行PWM調(diào)制的方式，通過對檢測器接收信號進行高通濾波的方式克服火焰噪聲的影響。由于元素燈的點亮需要一定的平衡時間，因此PWM調(diào)試的頻率不能太高，一般在200Hz～300Hz之間，由于其與火焰的頻譜相近，在高通濾波器的設(shè)計上較為復(fù)雜而其效果也不是十分理想。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于原子熒光的背景光過濾裝置，利用平面光柵的色散原理，來實現(xiàn)帶寬可調(diào)的譜線過濾裝置。本實用新型既能夠?qū)崿F(xiàn)干涉濾光片的功能，又能夠得到比干涉濾光片高出近一倍的透過率，可以有效地提高原子熒光光譜儀的信噪比。

為達到以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用于原子熒光的背景光過濾裝置，包括石英窗片1、入射狹縫2、準直鏡3、色散元件4、物鏡5、出射狹縫轉(zhuǎn)動機構(gòu)6、出射板、遮光罩8和光電倍增管9；所述出射板上設(shè)有出射狹縫7，所述出射狹縫7的形狀為矩形，所述矩形的頂邊為左邊高、右邊低的形狀；