專利名稱：霧化系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種原子發(fā)射光譜分析用的霧化系統(tǒng)裝置，具體地講，本實(shí)用新型涉及一種用于電感藕合等離子體原子發(fā)射光譜分析的霧化系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
在原子光譜分析中，進(jìn)樣技術(shù)一直是制約靈敏度提高的一個(gè)重要因素。究其原因主要在于，目前經(jīng)常使用的氣動(dòng)霧化進(jìn)樣裝置(如單個(gè)同心霧化器+單支管旋流霧室等)，樣品的實(shí)際利用率很低(＜5％)，霧化后的95％樣品溶液都作為廢液排除?？梢?，用ICP-AES直接測(cè)定樣品中一些超痕量的元素和靈敏度比較低的元素如As、Bi、Ge、Sn、Sb、Se、Pb等就顯得無能為力了。
然而，這些靈敏度比較低的元素如As、Bi、Ge、Sn、Sb、Se、Pb等在食品、環(huán)境樣品和生物制品等分析測(cè)試中涉及安全衛(wèi)生指標(biāo)限制，經(jīng)常要求準(zhǔn)確測(cè)試，這些元素可以發(fā)生氫化反應(yīng)形成氣相氫化物，氫化物發(fā)生法實(shí)現(xiàn)了ICP-AES氣體進(jìn)樣，使得進(jìn)樣效率由氣動(dòng)霧化的＜5％提高到幾乎100％，極大地提高了這些元素的靈敏度，降低了檢出限。長(zhǎng)期以來有關(guān)這方面的研究主要采用氣液分離型氫化物發(fā)生裝置，先讓這些元素在氫化發(fā)生器中與氫化發(fā)生溶液(多數(shù)使用NaBH4)發(fā)生氫化反應(yīng)產(chǎn)生氣態(tài)氫化物，經(jīng)同心霧化器由載氣帶入霧室，供原子光譜儀器分析使用，雖解決了氫化發(fā)生元素的實(shí)際檢測(cè)能力達(dá)到超痕量級(jí)，但樣品中氫化發(fā)生元素和非氫化發(fā)生元素必須分開多次測(cè)定，難以實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定的快速檢測(cè)方法，而且成本較高。另外，對(duì)于一些超痕量元素的測(cè)定，過去人們常采用富集或濃縮的方法來提高這些元素的靈敏度，可見工作量比較大，手續(xù)比較繁瑣，工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)快速檢測(cè)的，霧化效率高、檢出限低、分析性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低和使用操作簡(jiǎn)單的霧化系統(tǒng)裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的提供一種原子發(fā)射光譜分析用的霧化系統(tǒng)裝置，其包括旋流霧室、第一同心霧化器及第二同心霧化器，該旋流霧室包括本體、第一支管、第二支管、出樣管和排液管，該第一同心霧化器及第二同心霧化器包括中心管、外管和載氣管，第一同心霧化器的中心管和外管同心設(shè)置，第二同心霧化器的中心管和外管同心設(shè)置。第一同心霧化器和第二同心霧化器分別插入旋流霧室的第一支管和第二支管中且密封連接，第一支管和第二支管是沿旋流霧室的本體側(cè)壁切線方向上對(duì)稱設(shè)置且與旋流霧室本體連接。
相對(duì)于現(xiàn)有的氣動(dòng)霧化進(jìn)樣裝置，本實(shí)用新型霧化系統(tǒng)裝置采用了雙支管旋流霧室連接兩個(gè)同心霧化器，雙霧化器同時(shí)產(chǎn)生霧化作用，如果都作用在樣品溶液上，可以極大地提高樣品溶液的霧化效率，對(duì)于樣品溶液中一些超痕量元素的測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了文獻(xiàn)上所報(bào)道的富集功能，提高了這些元素的靈敏度；如果用作氫化發(fā)生系統(tǒng)，樣品溶液中一些靈敏度比較低的氫化發(fā)生元素就可以通過雙霧化器在霧室里發(fā)生氫化反應(yīng)形成各自的氣相氫化物，實(shí)現(xiàn)氣體進(jìn)樣，極大地提高了這些元素的靈敏度，降低了檢出限，同時(shí)又不影響樣品溶液中非氫化元素的準(zhǔn)確測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了氫化發(fā)生元素和非氫化發(fā)生元素在原子光譜領(lǐng)域內(nèi)同時(shí)測(cè)定，不需作氣液分離處理，極大地提高了工作效率，且該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，做氫化發(fā)生元素檢測(cè)時(shí)不再需要?dú)浠l(fā)生器，非常顯著地降低了成本。本實(shí)用新型霧化系統(tǒng)裝置還具備一些新功能，可以進(jìn)行部分氫化發(fā)生元素的形態(tài)分析，如樣品中的As3+和As5+等的分析測(cè)試等。


圖1是本實(shí)用新型霧化系統(tǒng)裝置的正視圖。
圖2是本實(shí)用新型旋流霧室的正視圖。
圖3是沿圖2中II-II線的剖面圖。
圖4是本實(shí)用新型第一同心霧化器的正視圖。
圖5是本實(shí)用新型霧化系統(tǒng)裝置用于電感藕合等離子體原子發(fā)射光譜分析測(cè)試的原理圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型霧化系統(tǒng)裝置包括旋流霧室1、第一同心霧化器2和第二同心霧化器3，該旋流霧室1包括一本體10、一第一支管11、第二支管12、出樣管13和排液管14，第一同心霧化器2包括中心管21、外管22和載氣管23，第二同心霧化器3和第一同心霧化器2結(jié)構(gòu)相同，其包括中心管31、外管32和載氣管33。
請(qǐng)參考圖2和圖3，該旋流霧室1的本體10為圓柱形的容室，本體10的橫截面是一個(gè)圓形，第一支管11和第二支管12的一端分別沿本體10側(cè)壁的切線方向與本體10連接相通，且第一支管11和第二支管12是在本體10的同一橫截平面上沿圓心對(duì)稱平行設(shè)置。第一支管11和第二支管12的另一端為開口以容納第一同心霧化器2和第二同心霧化器3。第一支管11和第二支管12的壁上設(shè)置有多個(gè)環(huán)型突起，形成內(nèi)徑相對(duì)增大的環(huán)型圈111和121以容納橡膠圈15。出樣管13設(shè)置于旋流霧室1的上部與本體10連接相通，其具有一漏斗型上端口131。排液管14設(shè)置于旋流霧室1的下部與本體10連接相通，其具有一下端口141。
上述第一支管11和第二支管12的位置關(guān)系僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，還可以有其他情況的位置關(guān)系，例如第一支管11和第二支管12相對(duì)設(shè)置在本體10上但非對(duì)稱關(guān)系，或者第一支管11和第二支管12并不在同一平面上而對(duì)稱設(shè)置，或者其他位置關(guān)系。
請(qǐng)參考圖4，第一同心霧化器2的中心管21和外管22同心設(shè)置，載氣管23一端與外管22連接相通，另一端為載氣入口231，該中心管21是一錐形管，其一端為進(jìn)液口211，另一端縮小成毛細(xì)管大小并與外管22的端口同心形成一噴霧出口24。在本實(shí)施方式中，第二同心霧化器3的結(jié)構(gòu)與第一同心霧化器2相同，其中心管31與外管32同心設(shè)置，載氣管33一端與外管32連接相通，另一端為載氣入口331，中心管31一端為進(jìn)液口311，另一端縮小成毛細(xì)管大小并與外管32的端口同心形成一噴霧出口34。事實(shí)上，兩個(gè)同心霧化器可以是相同結(jié)構(gòu)也可以是不同結(jié)構(gòu)，兩個(gè)或其中一個(gè)同心霧化器可以增加一個(gè)側(cè)管與外管22連接相通，或者是其他結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)一并參考圖1至圖4，第一同心霧化器2與第二同心霧化器3分別插入旋流霧室1的第一支管11和第二支管12中，并以O(shè)型橡膠圈15密封連接，因此第一同心霧化器2與第二同心霧化器3則沿本體10側(cè)壁的切線方向?qū)ΨQ設(shè)置，以保證第一同心霧化器2和第二同心霧化器3所產(chǎn)生的氣溶膠在旋流霧室1內(nèi)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而且第一同心霧化器2與第二同心霧化器3的噴霧出口24和34伸進(jìn)到旋流霧室1內(nèi)，以增強(qiáng)氣溶膠在旋流霧室1內(nèi)的旋流效果。旋流霧室1的本體10側(cè)壁上對(duì)稱設(shè)置有偶數(shù)個(gè)向內(nèi)的突起(圖未示)，氣溶膠旋流在遇到突起后內(nèi)徑減小，以使氣溶膠在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)可沿旋流霧室1向上升通過出樣管13。
請(qǐng)結(jié)合參考圖5，第一同心霧化器2與第二同心霧化器3分別插入旋流霧室1的第一支管11和第二支管12中，第一同心霧化器2的進(jìn)液口211連接一溶液瓶41，經(jīng)蠕動(dòng)泵44可將溶液瓶41中樣品溶液抽至進(jìn)液口211進(jìn)入第一同心霧化器2的中心管21中，第二同心霧化器3的進(jìn)液口311連接一溶液瓶42，經(jīng)蠕動(dòng)泵45可將溶液瓶42中樣品溶液抽至進(jìn)液口311進(jìn)入第一同心霧化器3的中心管31中載氣入口331。旋流霧室1的排液管14的外徑由上而下逐漸增大以套接橡膠軟管，排液管14的下端口141為廢液排出口，其連接一廢液瓶43，經(jīng)蠕動(dòng)泵46可將排液管14的廢液排至廢液瓶43中。流霧室1的出樣管13的上端口131為漏斗型，其內(nèi)壁經(jīng)磨砂處理以密封連接一ICP炬管5。
本實(shí)用新型霧化系統(tǒng)裝置的基本原理是，蠕動(dòng)泵44將溶液瓶41中樣品溶液經(jīng)進(jìn)液口211導(dǎo)入第一同心霧化器2的中心管21中，載氣通過氣體鋼瓶6自身的壓力，經(jīng)過氣體分配器7和壓力調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)8導(dǎo)入第一同心霧化器2的外管22中，樣品溶液和載氣在第一同心霧化器2的噴霧出口24處匯合，在載氣的壓力作用下噴霧形成氣溶膠進(jìn)入旋流霧室1。由于第一同心霧化器2是沿著旋流霧室1的圓柱形本體10外側(cè)沿切線方向與霧室連接的，參見圖3，保證第一同心霧化器2所產(chǎn)生的氣溶膠在旋流霧室1內(nèi)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在第一同心霧化器2將樣品溶液形成氣溶膠引入旋流霧室1的同時(shí)，第二同心霧化器3也按第一同心霧化器2的原理將溶液瓶42中的氫化反應(yīng)所用的還原劑溶液或同一樣品溶液通過蠕動(dòng)泵45導(dǎo)入第二同心霧化器3中，并形成氣溶膠噴霧同樣引入旋流霧室1中。第一同心霧化器2和第二同心霧化器3所產(chǎn)生的氣溶膠在霧室內(nèi)都按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，并在碰撞旋流霧室1本體10側(cè)壁的突起的情況下向內(nèi)旋轉(zhuǎn)并混合，由于受氣溶膠粒子重力的作用，較大的氣溶膠粒子在旋流霧室1內(nèi)旋轉(zhuǎn)被沉落在排液管14的下端口141處作為廢液排出，通過蠕動(dòng)泵46排到廢液瓶43中；較小的氣溶膠粒子在載氣負(fù)壓的作用下向上升至出樣管13，經(jīng)上端口131到炬管5供等離子體火焰使用?？梢姡绻诙撵F化器3連接的是同一樣品溶液，即溶液瓶41與溶液瓶42所裝的樣品溶液一致，兩個(gè)同心霧化器對(duì)同一樣品溶液產(chǎn)生的霧化效率比用一個(gè)同心霧化器所產(chǎn)生的霧化效率會(huì)更好，樣品溶液的霧化效率有了非常顯著地提高，元素的檢出限得到明顯改善，有利于樣品溶液中痕量或超痕量元素的直接測(cè)定；如果第二同心霧化器3連接的是氫化發(fā)生的還原劑溶液(一般是堿性NaBH4或KBH4溶液)，樣品溶液和還原劑溶液分別經(jīng)第一同心霧化器2和第二同心霧化器3產(chǎn)生氣溶膠霧粒到達(dá)旋流霧室1，分散的氣溶膠霧粒在旋流霧室1內(nèi)充分混合，樣品溶液中的氫化發(fā)生元素(如As、Bi、Ge、Sn、Sb、Se、Pb)與還原劑氣溶膠發(fā)生氫化反應(yīng)產(chǎn)生氣態(tài)氫化物，進(jìn)樣效率由氣動(dòng)霧化的＜5％提高到幾乎100％，極大地提高了氫化發(fā)生元素的靈敏度，檢出限降低了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)；同時(shí)樣品溶液中非氫化發(fā)生元素仍然以氣溶膠的形式進(jìn)入炬管5的等離子體火焰，實(shí)現(xiàn)了樣品溶液中氫化發(fā)生元素和非氫化發(fā)生元素在原子光譜領(lǐng)域內(nèi)同時(shí)測(cè)定。
權(quán)利要求1.一種原子發(fā)射光譜分析用的霧化系統(tǒng)裝置，其包括旋流霧室(1)及第一同心霧化器(2)，所述的旋流霧室(1)包括本體(10)、第一支管(11)、出樣管(13)和排液管(14)，所述的第一同心霧化器(2)包括中心管(21)、外管(22)和載氣管(23)，其特征在于，所述的霧化系統(tǒng)裝置進(jìn)一步包括第二同心霧化器(3)，所述的旋流霧室(1)進(jìn)一步包括第二支管(12)，所述的第一同心霧化器(2)和第二同心霧化器(3)分別插入所述旋流霧室的第一支管(11)和第二支管(12)中且密封連接。
2.如權(quán)利要求1所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的第一支管(11)和第二支管(12)是設(shè)置于所述旋流霧室的本體(10)側(cè)壁上且與旋流霧室本體(10)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的第一支管(11)和第二支管(12)是沿所述旋流霧室的本體(10)側(cè)壁切線方向上對(duì)稱設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述旋流霧室的本體(10)上設(shè)置有偶數(shù)個(gè)向內(nèi)的突起。
5.如權(quán)利要求4所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的突起中至少有兩個(gè)是對(duì)稱設(shè)置于所述旋流霧室的本體(10)側(cè)壁上。
6.如權(quán)利要求1所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述第一支管(11)和第二支管(12)與第一同心霧化器(2)和第二同心霧化器(3)之間是以橡膠圈密封連接。
7.如權(quán)利要求1所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的第二同心霧化器(3)包括中心管(31)、外管(32)和載氣管(33)。
8.如權(quán)利要求7所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的第一同心霧化器(2)的中心管(21)和外管(22)同心設(shè)置，所述的第二同心霧化器(3)的中心管(31)和外管(32)同心設(shè)置。
9.如權(quán)利要求8所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的第一同心霧化器的外管(22)與載氣管(23)連通，所述的第二同心霧化器的外管(32)與載氣管(33)連通。
10.如權(quán)利要求1所述的霧化系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述旋流霧室出樣管(13)的上端口(131)是一密封接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種原子發(fā)射光譜分析用的霧化系統(tǒng)裝置。這種裝置其包括旋流霧室、第一同心霧化器及第二同心霧化器，該旋流霧室包括本體、第一支管、第二支管、出樣管和排液管，該第一同心霧化器包括中心管、外管和載氣管，第一同心霧化器和第二同心霧化器分別插入旋流霧室的第一支管和第二支管中。通過兩個(gè)同心霧化器同時(shí)霧化作用，可以實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)快速檢測(cè)，提高霧化系統(tǒng)裝置的霧化效率和分析性能、降低檢出限和造價(jià)成本。
文檔編號(hào)G01N1/28GK2716833SQ20042004633
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者宋武元 申請(qǐng)人:中國(guó)進(jìn)出口商品檢驗(yàn)技術(shù)研究所廣東分所