專利名稱：微型石英爐原子化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原子熒光的原子化領(lǐng)域，尤其是涉及便攜式原子熒光的微型原子化器。
背景技術(shù)：
原子化器是原子熒光光譜儀的核心器件之一，在原子熒光光譜儀的工作過(guò)程中起到原子化的關(guān)鍵作用。我國(guó)專利號(hào)為ZL87104958A的專利報(bào)道了ー種氬屏蔽石英爐原子化器，爐管由兩層同心石英管組成，外管上均勻纏繞加熱絲，外管輸入氬氣屏蔽火焰，內(nèi)管通入帶有載氣的氫化物氣體。1998年，張錦茂等報(bào)道了 “低溫原子化”技術(shù)(張錦茂、張勤、寧建統(tǒng).氬氫火焰低溫自動(dòng)點(diǎn)燃裝置用于氫化物-原子熒光光譜分析中研究[J].巖礦測(cè)試，1998，17(1)22 28)。與早期的高溫石英爐原子化器相比，不僅使所有被測(cè)元素的分析靈敏度分別提高了 2 7倍；同時(shí)有效地克服了神、銻和鉛等元素較為嚴(yán)重的記憶效應(yīng)；而且大大延長(zhǎng)了電爐絲的使用壽命。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在我國(guó)各種原子熒光光譜儀上。我國(guó)專利號(hào)為ZL94207732. 6的專利報(bào)道了ー種氫化物原子熒光氬氫火焰的低溫自動(dòng)點(diǎn)燃裝置，采用電阻絲對(duì)石英爐管加熱，同時(shí)采用熱電偶監(jiān)測(cè)加熱溫度，系統(tǒng)根據(jù)反饋的溫度進(jìn)行恒溫控制。我國(guó)專利號(hào)為ZL98207255. 4的專利報(bào)道了ー種石英爐原子化器，采用釉膜電阻
對(duì)石英爐管進(jìn)行紅外加熱。我國(guó)專利號(hào)為ZL200720190235. 7的專利報(bào)道了ー種溫度可控帶預(yù)熱的石英加熱爐體，采用釉膜電阻對(duì)石英爐管進(jìn)行紅外加熱，同時(shí)采用熱電偶進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)根據(jù)反饋的溫度進(jìn)行恒溫控制。此外，需要特別指出的是，氣體經(jīng)由石英爐管通過(guò)上述原子化器的加熱區(qū)時(shí)，其加熱只能通過(guò)石英管壁的由外而內(nèi)的熱傳導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此被加熱的氣體在石英爐管的直徑方向上就會(huì)出現(xiàn)由外至內(nèi)溫度逐漸下降的現(xiàn)象，即徑向溫度梯度效應(yīng)。一般石英爐管內(nèi)徑越大，徑向溫度梯度越大；氣體流量越大，徑向溫度梯度越大；加熱溫度越高，徑向溫度梯度越大；屏蔽式雙層爐管的徑向溫度梯度較單層爐管更加明顯，在200°C加熱、氬氣流量為800mL/min時(shí),一般不小于20°C /mm。由于原子突光的分析靈敏度與原子化器的加熱溫度之間存在緊密的關(guān)聯(lián)關(guān)系，每ー個(gè)元素都要一個(gè)最佳的原子化器加熱溫度，如砷為200°C、鉛為100°C、鎘為300°C等，因此徑向溫度梯度效應(yīng)的存在會(huì)使得原子熒光的分析靈敏度偏低，此外由于徑向溫度梯度效應(yīng)極易發(fā)生改變，還會(huì)影響到分析結(jié)果的重復(fù)性。因此，理想的原子化器在設(shè)計(jì)之初就需要考慮消除徑向溫度梯度效應(yīng)，以確保在原子熒光分析過(guò)程中獲得最佳的分析靈敏度和重復(fù)性。目前還未見(jiàn)有關(guān)于能夠消除徑向溫度梯度效應(yīng)的原子化器的報(bào)道和專利。上述專利技術(shù)中所涉及的原子化器，一般其功耗不小于100W，所需氬氣流量也不小于800mL/min，因此僅僅適用于在實(shí)驗(yàn)室中工作的原子熒光光譜儀。對(duì)于便攜式原子熒光而言，野外現(xiàn)場(chǎng)分析的特性決定了原子化器的功耗、和氬氣消耗等是影響原子熒光工作時(shí)間的關(guān)鍵因素。目前還沒(méi)有關(guān)于用于便攜式原子熒光的微型石英爐原子化器的報(bào)道和相關(guān)專利面世。有鑒于此，為解決上述技術(shù)中的不足，本設(shè)計(jì)人基于相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)，并經(jīng)過(guò)不斷測(cè)試及改良，進(jìn)而有本實(shí)用新型的產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有原子化器由于功耗和氬氣流量較大不能適用于便攜式原子熒光野外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種微型石英爐原子化器，采用將熱面點(diǎn)火器置于石英爐管內(nèi)部的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了石英爐管的微型化，同時(shí)大大縮短了外層爐管和內(nèi)層爐管之間的間隙，消除了氣態(tài)物質(zhì)在石英爐管內(nèi)被加熱時(shí)的徑向溫度梯度效應(yīng)，提高了原子化過(guò)程的可靠性。熱面點(diǎn)火器僅在采樣階段和注入階段的時(shí)間間隙工作，大大降低了原子化器的功耗，石英爐管的微型化和無(wú)需屏蔽氣的設(shè)計(jì)大大降低了對(duì)氬氣的消耗，從而可以滿足便攜式原子熒光低功耗、低氬氣消耗的要求。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種微型石英爐原子化器，其特征在干包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的加熱器件、外層爐管、內(nèi)層爐管與熱面點(diǎn)火器，所述外層爐管與內(nèi)層爐管之間形成氣體通道，所述氣體通道一端設(shè)有進(jìn)氣ロ，另一端設(shè)有出氣ロ，所述加熱器件設(shè)置在所述外層爐管的外周面上，所述熱面點(diǎn)火器設(shè)置在所述內(nèi)層爐管內(nèi)，所述熱面點(diǎn)火器的點(diǎn)火針伸出至所述出氣ロ處。所述的微型石英爐原子化器中所述氣體通道的所述另一端呈漸縮狀并形成所述出氣ロ。所述的微型石英爐原子化器中所述進(jìn)氣ロ呈管狀，其內(nèi)徑為f5mm，外徑為2 8mm。所述的微型石英爐原子化器中所述外層爐管的材料為石英。所述的微型石英爐原子化器中所述內(nèi)層爐管的材料為石英。所述的微型石英爐原子化器中所述出氣ロ的內(nèi)徑為3 9mm。所述的微型石英爐原子化器中所述熱面點(diǎn)火器伸出出氣ロ的長(zhǎng)度為1飛_。所述的微型石英爐原子化器中所述微型石英爐原子化器高度為15 40mm。所述的微型石英爐原子化器中所述熱面點(diǎn)火器是脈沖式點(diǎn)火器。本實(shí)用新型的有益效果在于采用將熱面點(diǎn)火器置于石英爐管內(nèi)部的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了石英爐管的微型化，同時(shí)該設(shè)計(jì)大大縮短了外層爐管和內(nèi)層爐管之間的間隙，有效改善了氣態(tài)物質(zhì)在石英爐管內(nèi)被加熱時(shí)的徑向溫度梯度效應(yīng)，提高了原子化過(guò)程的可靠性。熱面點(diǎn)火器僅在采樣階段和注入階段的時(shí)間間隙工作，大大降低了原子化器的功耗，石英爐管的微型化和無(wú)需屏蔽氣的設(shè)計(jì)大大降低了對(duì)氬氣的消耗，從而可以滿足便攜式原子熒光低功耗、低IS氣消耗的要求。

圖1為本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)圖。[0024]附圖標(biāo)記說(shuō)明1-進(jìn)氣ロ ；2_加熱器件、3-外層爐管、4-內(nèi)層爐管、5-出氣ロ、6-熱面點(diǎn)火器。
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型為達(dá)到上述的使用目的與功效及所采用的技術(shù)手段，現(xiàn)舉出較佳可行的實(shí)施例，并配合附圖所示，詳述如下本實(shí)用新型提供一種微型石英爐原子化器，包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的加熱器件2、外層爐管3、內(nèi)層爐管4與熱面點(diǎn)火器6，其中，所述外層爐管3與內(nèi)層爐管4之間形成氣體通道，所述氣體通道一端設(shè)有進(jìn)氣ロ 1，另一端漸縮狀并形成出氣ロ 5，所述加熱器件2設(shè)置在所述外層爐管3的外周面上，用于對(duì)氣體進(jìn)行加熱，而所述熱面點(diǎn)火器6設(shè)置在所述內(nèi)層爐管4內(nèi)，所述熱面點(diǎn)火器6的點(diǎn)火針伸出至所述出氣ロ 5處，用于點(diǎn)火。其中所述外層爐管3的材料為石英。所述內(nèi)層爐管4的材料為石英。所述進(jìn)氣ロ I呈管狀，其內(nèi)徑為I 5mm，外徑為2 8mm，氬氣流量為l(T300mL/min。所述出氣ロ 5的內(nèi)徑為3 9mm。所述加熱器件2的加熱溫度范圍為10(Tl000°C，優(yōu)選采用電熱型加熱器件2。所述熱面點(diǎn)火器6的點(diǎn)火針伸出出氣ロ 5的長(zhǎng)度為I飛mm，。所述微型石英爐原子化器高度為15 40_。所述熱面點(diǎn)火器6是脈沖式點(diǎn)火器，其采用脈沖式工作方式，即僅在原子熒光采樣階段結(jié)束和注入階段開(kāi)始之前的時(shí)間段內(nèi)供電點(diǎn)火。所述熱面點(diǎn)火器6的供電點(diǎn)火時(shí)間為Hs。所述外層爐管3和內(nèi)層爐管4在200°C、通過(guò)流量為300mL/min的氬氣時(shí)，其徑向溫度梯度為0°c /mm。在原子熒光分析過(guò)程中，待測(cè)物質(zhì)通過(guò)蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成的氣態(tài)物質(zhì)和氫氣在氬氣的攜帶下由進(jìn)氣ロ I進(jìn)入外層爐管3和內(nèi)層爐管4之間的夾層中，經(jīng)過(guò)加熱器件2加熱后，在出氣ロ 5的上方被熱面點(diǎn)火器6點(diǎn)燃，形成氬氫火焰，氣態(tài)物質(zhì)在氬氫火焰中被原子化。本實(shí)用新型采用將熱面點(diǎn)火器6置于石英爐管內(nèi)部的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了石英爐管的微型化，同時(shí)該設(shè)計(jì)大大縮短了外層爐管3和內(nèi)層爐管4之間的間隙，有效改善了氣態(tài)物質(zhì)在石英爐管內(nèi)被加熱時(shí)的徑向溫度梯度效應(yīng)，提高了原子化過(guò)程的可靠性。熱面點(diǎn)火器6僅在采樣階段和注入階段的時(shí)間間隙工作，大大降低了原子化器的功耗，石英爐管的微型化和無(wú)需屏蔽氣的設(shè)計(jì)大大降低了對(duì)氬氣的消耗，從而可以滿足便攜式原子熒光低功耗、低氬氣消耗的要求。以上對(duì)本實(shí)用新型的描述是說(shuō)明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種微型石英爐原子化器，其特征在于包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的加熱器件、外層 爐管、內(nèi)層爐管與熱面點(diǎn)火器，所述外層爐管與內(nèi)層爐管之間形成氣體通道，所述氣體通道 一端設(shè)有進(jìn)氣口，另一端設(shè)有出氣口，所述加熱器件設(shè)置在所述外層爐管的外周面上，所述 熱面點(diǎn)火器設(shè)置在所述內(nèi)層爐管內(nèi)，所述熱面點(diǎn)火器的點(diǎn)火針伸出至所述出氣口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述氣體通道的所述另 一端呈漸縮狀并形成所述出氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述進(jìn)氣口呈管狀，其內(nèi) 徑為1 5mm,外徑為2 8mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述外層爐管的材料為 石英。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述內(nèi)層爐管的材料為石英。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述出氣口的內(nèi)徑為 3 9mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述熱面點(diǎn)火器伸出出 氣口的長(zhǎng)度為l、mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述微型石英爐原子化 器高度為15 40mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型石英爐原子化器，其特征在于所述熱面點(diǎn)火器是脈沖 式點(diǎn)火器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種微型石英爐原子化器，包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的加熱器件、外層爐管、內(nèi)層爐管與熱面點(diǎn)火器，所述外層爐管與內(nèi)層爐管之間形成氣體通道，所述氣體通道一端設(shè)有進(jìn)氣口，另一端設(shè)有出氣口，所述加熱器件設(shè)置在所述外層爐管的外周面上，所述熱面點(diǎn)火器設(shè)置在所述內(nèi)層爐管內(nèi)，所述熱面點(diǎn)火器的點(diǎn)火針伸出至所述出氣口處。本實(shí)用新型采用將熱面點(diǎn)火器置于石英爐管內(nèi)部的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了石英爐管的微型化，同時(shí)該設(shè)計(jì)大大縮短了外層爐管和內(nèi)層爐管之間的間隙，有效改善了氣態(tài)物質(zhì)在石英爐管內(nèi)被加熱時(shí)的徑向溫度梯度效應(yīng)，提高了原子化過(guò)程的可靠性。
文檔編號(hào)H01J27/02GK202869982SQ20122053210
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者梁敬, 王慶, 陳璐, 董芳, 侯愛(ài)霞, 楊名名, 張錦茂 申請(qǐng)人:北京瑞利分析儀器有限公司