專利名稱：一種微型金屬離子檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及離子檢測裝置，特別涉及利用金屬元素焰色反應(yīng)特性對金屬離子檢測的微型金屬離子檢測裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有商品化的液相中的重金屬金屬污染物測量儀，主要基于原子光譜技術(shù)(原子吸收、原子發(fā)射、原子熒光)、無機(jī)質(zhì)譜分析技術(shù)、紫外可見光譜吸收技術(shù)(比色法)和電化學(xué)分析技術(shù)(陽極溶出伏安法)等。原子光譜儀和質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴高，且樣品預(yù)處理繁瑣，兩者均無法實(shí)現(xiàn)樣品的現(xiàn)場分析；紫外可見光譜吸收法和電化學(xué)方法雖然儀器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，但是存在分析靈敏度低和重復(fù)性差等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種微型金屬離子檢測裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低；能夠?qū)崿F(xiàn)液相中金屬污染物的離子成分快速分析以及實(shí)現(xiàn)液體樣品的無泵自動引入。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有檢測技術(shù)的不足，以簡單的結(jié)構(gòu)和廉價的成本實(shí)現(xiàn)液相中重金屬金屬污染物定量分析并可實(shí)現(xiàn)樣品的現(xiàn)場分析。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種微型金屬離子檢測裝置，其特征是，包括遮光輔助系統(tǒng)、微型火焰源、進(jìn)樣單元和光譜檢測單元；所述遮光輔助系統(tǒng)包括立方體型外殼和立方體型內(nèi)殼，所述外殼頂部設(shè)有長方形通風(fēng)外孔，內(nèi)殼頂部設(shè)有長方形通風(fēng)內(nèi)孔，所述通風(fēng)外孔和通風(fēng)內(nèi)孔均呈陣列分布，外殼上的通風(fēng)外孔和內(nèi)殼上的通風(fēng)內(nèi)孔交錯分布；所述外殼頂部還設(shè)有一圓形通孔一，內(nèi)殼頂部對應(yīng)于圓形通孔一位置處設(shè)有一圓形通孔二 ；所述內(nèi)殼內(nèi)部側(cè)邊還設(shè)有一長方形固定板，所述長方形固定板平行于內(nèi)殼頂面，所述固定板上對應(yīng)于圓形通孔一和圓形通孔二位置處設(shè)有圓形通孔三；所述微型火焰源包括丁烷噴燈，所述丁烷噴燈固定在內(nèi)殼的底面上；所述進(jìn)樣單元包括進(jìn)樣管、表面皿和圓臺；所述圓臺固定在內(nèi)殼的底面上,表面皿設(shè)置在圓臺頂部，所述進(jìn)樣管傾斜固定在表面皿中，所述進(jìn)樣管的水平傾斜角度為10° 20。；所述光譜檢測單元包括石英片、光譜探頭和CXD光譜儀器，所述CXD光譜儀器設(shè)置在遮光輔助系統(tǒng)的外部；所述進(jìn)樣管的上部端口通向丁烷噴燈，所述石英片設(shè)置于丁烷噴燈噴嘴的上部，所述光譜探頭設(shè)置于石英片的上面，光譜探頭穿過圓形通孔三，固定在固定板上，所述光譜探頭上端連有數(shù)據(jù)線，光譜探頭上的數(shù)據(jù)線依次穿過圓形通孔二和圓形通孔一連接于所述的CXD光譜儀器上。 優(yōu)選的，所述進(jìn)樣管為石英毛細(xì)管。[0012]優(yōu)選的，所述光譜探頭和石英毛細(xì)管的相對位置成80° 70°。本實(shí)用新型具有以下突出的有益效果:(I)本實(shí)用新型簡化了儀器的結(jié)構(gòu)，降低了儀器成本，能實(shí)現(xiàn)多個組分的同時高靈敏分析，有利于現(xiàn)場分析。(2)利用毛細(xì)管的毛細(xì)現(xiàn)象，將進(jìn)樣管的水平傾斜角度控制在10° 20°，所測液體由于液體表面張力而液面上升，到達(dá)毛細(xì)管上端口，從而實(shí)現(xiàn)待測液體的無泵自動引入。(3)本實(shí)用新型利用常見的物理規(guī)律和精準(zhǔn)便捷的光譜分析，提高了檢測液相中金屬離子的靈敏度，實(shí)現(xiàn)了檢測的微型化。(4)遮光輔助系統(tǒng)的雙層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了裝置的遮光功能，降低室內(nèi)光對光譜分析的影響，提高了檢測的靈敏度和檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，而且實(shí)現(xiàn)了合理通風(fēng)的功能。

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型的遮光輔助系統(tǒng)頂部結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明:I 丁烷噴燈，2進(jìn)樣管，3石英片，4光譜探頭，5外殼，6內(nèi)殼，7C⑶光譜儀器，8固定板，21表面皿，22圓臺，51通風(fēng)外孔，52圓形通孔一，61通風(fēng)內(nèi)孔，62圓形通孔二，81圓形通孔三。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，一種微型金屬離子檢測裝置，包括遮光輔助系統(tǒng)、微型火焰源、進(jìn)樣單元和光譜檢測單元。所述遮光輔助系統(tǒng)包括立方體型外殼5和立方體型內(nèi)殼6,所述外殼5頂部設(shè)有長方形通風(fēng)外孔51，內(nèi)殼頂部設(shè)有長方形通風(fēng)內(nèi)孔61，所述通風(fēng)外孔51和通風(fēng)內(nèi)孔61均呈陣列分布，外殼上的通風(fēng)外孔51和內(nèi)殼上的通風(fēng)內(nèi)孔61交錯分布，不相互重疊；可以達(dá)到透氣而不透光的效果，可以降低室內(nèi)光對光譜分析的影響，提高檢測的靈敏度和檢測結(jié)果準(zhǔn)確性。所述外殼頂部還設(shè)有一圓形通孔一 52，內(nèi)殼頂部對應(yīng)于圓形通孔一 52位置處設(shè)有一圓形通孔二 62 ;所述內(nèi)殼6內(nèi)部側(cè)邊還設(shè)有一長方形固定板8，所述長方形固定板8平行于內(nèi)殼6頂面，所述固定板8上對應(yīng)于圓形通孔一 52和圓形通孔二 62位置處設(shè)有圓形通孔三81。所述微型火焰源包括丁烷噴燈I，所述丁烷噴燈I固定在內(nèi)殼6的底面上；丁烷燃燒時具有淡藍(lán)色火焰，焰色光譜穩(wěn)定且無干擾激發(fā)譜線，提高進(jìn)液檢測的靈敏度。所述進(jìn)樣單元包括進(jìn)樣管2、表面皿21和圓臺22 ;所述圓臺22固定在內(nèi)殼6的底面上，表面皿21設(shè)置在圓臺22頂部，所述進(jìn)樣管2傾斜固定在表面皿21中，所述進(jìn)樣管2的水平傾斜角度為10° 20° ;進(jìn)樣管2為石英毛細(xì)管，能承受火焰的高溫而不變形，保障進(jìn)液的穩(wěn)定性。毛細(xì)管進(jìn)樣器的水平傾斜角度控制在固定角度，所測液體由于液體表面張力而液面上升，到達(dá)毛細(xì)管上端口，從而實(shí)現(xiàn)待測液體的無泵自動引入。所述光譜檢測單元包括石英片3、光譜探頭4和CXD光譜儀器7，所述CXD光譜儀器7設(shè)置在遮光輔助系統(tǒng)的外部；所述進(jìn)樣管2的上部端口通向丁烷噴燈I，所述石英片3設(shè)置于丁烷噴燈I噴嘴的上部，所述光譜探頭4設(shè)置于石英片3的上面，這種設(shè)置方法可以保護(hù)光譜探頭，降低高溫火焰對探頭的耗損。光譜探頭4穿過圓形通孔三81，固定在固定板8上，所述光譜探頭4上端連有數(shù)據(jù)線，光譜探頭4上的數(shù)據(jù)線依次穿過圓形通孔二 62和圓形通孔一 61連接于遮光輔助系統(tǒng)外部的CXD光譜儀器7上。所述光譜探頭4和進(jìn)樣管2的相對位置成80° 70°，光譜探頭豎直向下，檢測過程中光譜探頭4避開進(jìn)樣管2噴出的液體。在使用過程中，將待測液體樣品加入到表面皿中，將進(jìn)樣管插入到表面皿中液面以下，液體樣品由于液體表面張力上升到毛細(xì)管的上端，實(shí)現(xiàn)液體樣品的無泵自動引入。進(jìn)液完成后，樣品溶液噴至丁烷噴燈高溫火焰處，樣品溶液中金屬離子因受熱而發(fā)射特征譜線，發(fā)生焰色反應(yīng)，光譜探頭獲得焰色反應(yīng)中火焰的焰色信號并傳遞到CCD光譜儀器中。CCD光譜儀器記錄焰色反應(yīng)時樣品的特征譜線信號，通過分析標(biāo)準(zhǔn)(金屬)離子的熱激發(fā)譜線范圍、標(biāo)準(zhǔn)(重金屬)離子溶液的信號強(qiáng)度與溶液濃度的關(guān)系，建立定量分析模型，實(shí)現(xiàn)對未知液相樣品液中金屬污染物所含離子的快速分析，既可以定量分析，又可以直觀看出樣品中金屬離子含量的多少。利用標(biāo)準(zhǔn)金屬離子源對系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)，得到的定量分析模型具有線性范圍，重現(xiàn)性好，檢測靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。具體使用舉例如下:例一:采用該裝置對污染水體樣品溶液檢測，檢測3分鐘，得到的樣品中有重金屬Cu2+, Mg2+, Ag+ 等，濃度為:C (Cu2+) =0.01mg/L, C (Mg2+) =0.02mg/L, C (Ag+) =0.005mg/L。例二:采用該系統(tǒng)對生活中的泉水(硬水)和飲用水(軟水)進(jìn)行離子監(jiān)測，得到泉水中Ca2+和Mg2+的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于飲用水中的Ca2+和Mg2+濃度。
權(quán)利要求1.一種微型金屬離子檢測裝置，其特征是，包括遮光輔助系統(tǒng)、微型火焰源、進(jìn)樣單元和光譜檢測單元； 所述遮光輔助系統(tǒng)包括立方體型外殼和立方體型內(nèi)殼，所述外殼頂部設(shè)有長方形通風(fēng)外孔，內(nèi)殼頂部設(shè)有長方形通風(fēng)內(nèi)孔，所述通風(fēng)外孔和通風(fēng)內(nèi)孔均呈陣列分布，外殼上的通風(fēng)外孔和內(nèi)殼上的通風(fēng)內(nèi)孔交錯分布；所述外殼頂部還設(shè)有一圓形通孔一，內(nèi)殼頂部對應(yīng)于圓形通孔一位置處設(shè)有一圓形通孔二；所述內(nèi)殼內(nèi)部側(cè)邊還設(shè)有一長方形固定板，所述長方形固定板平行于內(nèi)殼頂面，所述固定板上對應(yīng)于圓形通孔一和圓形通孔二位置處設(shè)有圓形通孔三； 所述微型火焰源包括丁烷噴燈，所述丁烷噴燈固定在內(nèi)殼的底面上； 所述進(jìn)樣單元包括進(jìn)樣管、表面皿和圓臺；所述圓臺固定在內(nèi)殼的底面上，表面皿設(shè)置在圓臺頂部，所述進(jìn)樣管傾斜固定在表面皿中，所述進(jìn)樣管的水平傾斜角度為10° 20。； 所述光譜檢測單元包括石英片、光譜探頭和CCD光譜儀器，所述CCD光譜儀器設(shè)置在遮光輔助系統(tǒng)的外部； 所述進(jìn)樣管的上部端口通向丁烷噴燈，所述石英片設(shè)置于丁烷噴燈噴嘴的上部，所述光譜探頭設(shè)置于石英片的上面，光譜探頭穿過圓形通孔三固定在固定板上，所述光譜探頭上端連有數(shù)據(jù)線，光譜探頭上的數(shù)據(jù)線依次穿過圓形通孔二和圓形通孔一連接于所述的CXD光譜儀器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型金屬離子檢測裝置，其特征是，所述進(jìn)樣管為石英毛細(xì)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微型金屬離子檢測裝置，其特征是，所述光譜探頭和進(jìn)樣管的相對位置成80°· 70°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微型金屬離子檢測裝置，主要解決現(xiàn)有分析儀器價格高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者價格低，靈敏度低、重復(fù)性差的問題。它包括遮光輔助系統(tǒng)、微型火焰源、進(jìn)樣單元和光譜檢測單元；所述遮光輔助系統(tǒng)包括立方體型外殼和立方體型內(nèi)殼，所述微型火焰源包括丁烷噴燈，所述丁烷噴燈固定在內(nèi)殼的底面上；所述進(jìn)樣單元包括進(jìn)樣管、表面皿和圓臺；所述光譜檢測單元包括石英片、光譜探頭和CCD光譜儀器。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有檢測技術(shù)的不足，以簡單的結(jié)構(gòu)和廉價的成本實(shí)現(xiàn)液相中重金屬金屬污染物定量分析并可實(shí)現(xiàn)樣品的現(xiàn)場分析。
文檔編號G01N21/72GK203164124SQ201320140600
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者劉明, 武中臣, 馬鵬飛, 鞠亞軍, 董祚汝, 宋琦, 高凌山 申請人:劉明, 武中臣