[實用新型]一種火焰中的原子吸收/發射光譜同時檢測裝置

有效

• 申請號: 201921470892.6
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN210533983U
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 蔣小明;侯賢燈;鄧宇佳
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/71
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本實用新型公開一種火焰中的原子吸收/發射光譜同時檢測裝置，光源的出射光束依次經過快門、前聚焦透鏡、原子化器/激發源和后聚焦透鏡到達檢測器；時序控制模塊觸發快門的開關進行光源調制，并同步觸發檢測器進行光譜信號采集，使其在快門打開期間進行原子吸收光譜檢測，在快門關閉期間進行原子發射光譜檢測。本實用新型在同一原子化器/激發源中集成了原子吸收和發射光譜檢測，能夠一次進樣同時測定原子吸收和發射光譜，因此減少樣品消耗量，并提高兩種光譜信號同時測量結果的時間和空間一致性；通過測量結果的相互補充擴大可分析未知樣品的濃度范圍，并實現兩種測量結果的相互校準提高分析結果的準確性。

技術領域

本實用新型涉及原子光譜分析技術領域，具體為一種火焰中的原子吸收/發射光譜同時檢測裝置。

背景技術

原子光譜分析法是應用最為廣泛的元素檢測手段之一。經過多年的發展，原子光譜分析技術已逐漸成熟，包括原理、理論與儀器、應用等。目前，儀器的小型化、多功能化成為其重要的發展方向之一，以獲得更多的分析物相關信息，滿足更多的應用場景需求。傳統的原子吸收光譜儀器通常由光源、原子化器和檢測系統構成，通過測量被原子化的元素基態原子的原子吸收光譜強度對待測元素進行定量；原子發射光譜儀器通常由激發源和檢測系統構成，通過測量被激發的元素激發態原子的原子發射光譜強度對待測元素進行定量。傳統的原子吸收和原子發射光譜儀器均工作于單一模式，即使集成兩種功能的儀器，也只能在檢測前選定一種功能使用；無法一次進樣同時獲得原子吸收和原子發射光譜信號，無法結合兩種測量原理各自的優勢以及擴展原子光譜分析儀器的應用范圍。目前尚沒有能夠實現原子吸收和原子發射光譜同時測量的原子光譜儀器。

火焰原子吸收光譜分析法（Flame Atomic Absorption Spectrometry，FAAS），作為一種實用的原子光譜分析技術，已廣泛應用于科學研究和工業生產等領域。它將液體樣品通過助燃氣帶入對撞霧化器中，形成細微霧粒并與燃氣混合均勻后燃燒形成火焰，使樣品溶液去溶劑、原子化成為待測元素的基態原子蒸氣，并通過測量基態原子所產生的吸光度信號來確定樣品中待測元素的濃度。FAAS通過選擇合適的火焰能夠滿足大部分元素的測量需求，可直接測定大部分金屬元素，也可間接測定部分非金屬元素甚至有機化合物。然而，FAAS也存在一些局限性，比如：對于部分易離解、易電離的元素分析靈敏度較差，工作曲線線性范圍較窄，以及不能對多元素進行同時測定等，這些均給實際應用帶來了諸多的困難。

對于FAAS測量部分易離解、易電離的元素分析靈敏度較差的問題，其主要原因是這些元素在火焰中容易電離或激發，導致基態自由原子減少而激發態原子增多，因此最終的原子吸收光譜測量靈敏度較差；而激發態原子增多正是原子發射光譜檢測期望獲得的效果，有助于提高其靈敏度。另外，線性范圍寬、多元素同時檢測也是原子發射光譜分析法固有的優勢。其實，在這里火焰既是一種原子化器也是一種激發源。利用火焰的高溫將待測元素激發到激發態，并且根據其特征發射譜線對樣品濃度進行定量的方法即為火焰原子發射光譜分析法（Flame Atomic Emission Spectrometry，FAES）。其在化工、食品、環境和地質等學科領域的元素檢測方面有著廣泛的應用，尤其對激發能力要求較低的堿金屬和堿土金屬元素如鈉、鈣、鎂等和含量較高的元素有著良好的測定效果。盡管現有FAES的檢出限還不夠理想，但是它操作簡便，對樣品形態友好，線性范圍較寬，仍在實際樣品分析中發揮著重要作用。

如果能將FAES和FAAS集成在一起，并實現原子吸收和原子發射光譜同時測量，則可以充分結合二者的優勢，形成新型的原子光譜儀器。而原子吸收光譜法和原子發射光譜法在原理和儀器結構上也有相似的地方，其最大的區別僅為原子吸收光譜分析法相對于原子發射光譜分析法需要一個額外的光源產生待測元素的特征譜線，比如空心陰極燈；二者的集成具有潛在的可行性。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種能夠實現原子吸收和原子發射光譜的同時測量，提高儀器的綜合分析性能，并擴展原子光譜分析儀器應用范圍的火焰中的原子吸收/發射光譜同時檢測裝置。技術方案如下：