[發(fā)明專利]激光剝蝕等離子體質譜儀氣溶膠進樣聚焦裝置

在審

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• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111855791A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 周長祥;張晨西;單偉;舒磊;李增勝;牛志力
• 申請（專利權）人: 山東省地質科學研究院
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;G01N1/24;G01N35/10
• 代理公司: 濟南舜科知識產權代理事務所(普通合伙) 37274
• 代理人: 徐娟

本發(fā)明公開了一種激光剝蝕等離子體質譜儀氣溶膠進樣聚焦裝置，包括氣溶膠聚焦器、等離子體質譜儀、剝蝕池和激光器，剝蝕池中放置有待剝蝕樣品，載氣氣溶膠運送至剝蝕池另一端連接的載氣氣溶膠軟管內，載氣氣溶膠軟管連接氣溶膠聚焦器的進氣管口，用于滲出載氣，半透膜管后端連接有出氣管口，密封箱包圍半透膜管形成氣溶膠聚焦器腔體，泄氣管口外部上安裝有電動閘板，控制氣溶膠聚焦器腔體內的壓力，中心管內的載氣氣溶膠經原子化、離子化后進入等離子體體質譜儀，對氣溶膠中待測元素進行檢測；本發(fā)明的通過排出載氣，增加進入等離子體質譜儀中待測元素的離子濃度，從而提高儀器的靈敏度，在不改變其他儀器裝置的情況下有效提高待測元素的檢出限。

技術領域

本發(fā)明涉及化學分析技術領域，具體涉及一種激光剝蝕等離子體質譜儀氣溶膠進樣聚焦裝置。

背景技術

等離子體質譜儀由于其超強的元素檢測能力而成為分析化學及地球化學領域分析儀器中重要的一員。其應用在環(huán)境、地質、醫(yī)學、農業(yè)等許多領域的應用越來越廣泛。由于科研工作的需要結合ICPMS的超強分析能力，目前對樣品進行微區(qū)原位分析的技術越來越成熟。而適用于對樣品進行微區(qū)原位分析的儀器目前有電子探針、二次粒子探針、激光剝蝕等離子體質譜分析。激光剝蝕-ICP-MS是一種準確、精密的固體痕量元素原位分析技術，這些固體包括天然和人工的硅酸鹽、碳酸鹽、氧化物和硫化物等。

激光剝蝕技術是由激光器產生的激光經過激光光路聚焦至待測樣品表面，剝蝕樣品表面產生的氣溶膠顆粒通過載氣傳送到等離子體進行原子化、離子化后，引入質譜儀進行元素或同位素分析。經等離子體炬電離后最終進入MS質量分析器的待測元素的量不到氣溶膠量的1％。為了提高LA-ICPMS儀器分析的靈敏度、精密度。以往的研究工作多集中在改變激光器激光的波長(1064nm、532nm、266nm、248nm、222nm、213nm、193nm、157nm)，改變剝蝕池的形狀，在氣溶膠管路中增加平滑器，改變樣品錐(S錐和Jet錐)截取錐(X錐和H錐)的形狀等措施。使儀器性能得到很大改善。盡管如此一些超低含量的樣品中的元素(比如石英中超低含量的鈾鉛測定)的測定非常困難。因此，迫切需要設計一種激光剝蝕等離子體質譜儀氣溶膠進樣聚焦裝置，以解決樣品中低含量元素無法檢測的問題。

發(fā)明內容

針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種激光剝蝕等離子體質譜儀氣溶膠進樣聚焦裝置。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：激光剝蝕等離子體質譜儀氣溶膠進樣聚焦裝置，包括氣溶膠聚焦器、等離子體質譜儀、剝蝕池和激光器，所述剝蝕池中放置有待剝蝕樣品，待剝蝕樣品經過激光器的照射形成氣溶膠，剝蝕池一側連接有氣瓶，氣瓶中的載氣與氣溶膠在剝蝕池中形成載氣氣溶膠，載氣氣溶膠運送至剝蝕池另一端連接的載氣氣溶膠軟管內，載氣氣溶膠軟管連接氣溶膠聚焦器的進氣管口，進氣管口后端連接有半透膜管，半透膜管采用錐臺型結構且內部中空，用于滲出載氣，半透膜管后端連接有出氣管口，進氣管口和出氣管口相對安裝在密封箱的箱壁上，密封箱包圍半透膜管形成氣溶膠聚焦器腔體，密封箱的箱壁上設有兩個泄氣管口，泄氣管口外部上安裝有電動閘板，用于控制氣溶膠聚焦器腔體內的壓力，出氣管口后端通過過渡軟管連接等離子體矩管的中心管，中心管內的載氣氣溶膠經過ICP的原子化、離子化后由接口進入等離子體質譜儀，用于對氣溶膠中待測元素進行檢測。

具體的是，所述激光器后端通過安裝的透鏡進行折射激光，透鏡下方安裝有聚焦物鏡，用于對激光進行聚焦照射在剝蝕池中的待剝蝕樣品上。

具體的是，所述透鏡上方安裝有帶顯微鏡的攝像機，用于觀察記錄激光剝蝕。

具體的是，所述半透膜管的管壁采用多微孔管狀半透膜錐臺型管，且半透膜管采用聚四氟乙烯或硅質材料。

具體的是，所述半透膜管一端與進氣管口的內徑一致為4mm，半透膜管另一端與出氣管口的內徑一致為2mm或1mm。

具體的是，所述載氣采用氦氣或氬氣或二者結合的混合氣體，氦氣或氬氣在壓力作用下穿出半透膜管外。