專利名稱：微波熱霧化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬一種原子光譜分析中所用的進樣及樣品消解裝置。
在原子光譜分析中，進樣技術(shù)一直是制約靈敏度提高的一個重要因素。目前，經(jīng)常使用的進樣技術(shù)主要是樣品溶液的霧化進樣和電熱蒸發(fā)進樣。樣品溶液霧化方法則主要用氣動霧化和超聲霧化方法。
Bordera在美國《Analytical Chemistry》1997年69卷3578頁曾報導過一種微波熱霧化器，采用的是聚焦微波爐，整個裝置體積大，微波能利用率低，需在高功率(＞300W)下才能工作。
本發(fā)明的目的就是為了克服文獻所報導的微波熱霧化器的上述缺點及不足之處，采用諧振腔代替聚焦微波爐，將微波能耦合到毛細管中的樣品溶液中，由于諧振腔體積小、耦合效率高，所以在低功率(60W)下即可工作，整個器件也更加緊湊，克服了文獻報導的微波熱霧化器體積大、所需功率高的缺點，便于與各種光譜儀器聯(lián)用。
本實用新型的微波熱霧化器的結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的聚焦微波爐式霧化器不同。它由微波諧振腔和放置在諧振腔內(nèi)的霧化器單元構(gòu)成。所說的微波諧振腔通過接頭與微波發(fā)生器連接。微波諧振腔中央部分是圓柱形空間，用于裝入霧化器單元。所說的霧化器單元包括有繞管、蠕動泵、毛細管，其中繞管為中空的聚四氟乙烯管，繞成螺旋狀；蠕動泵接于繞管的一端，用于泵入被測樣品溶液，毛細管則接于繞管的另一端，用于使樣品溶液霧化為氣溶膠。
本實用新型所述的微波熱霧化器，它的加熱原理是基于在微波作用下溶液中的偶極旋轉(zhuǎn)和離子遷移。當用微波輻射照射繞管時，由于石英或聚四氟乙烯繞管壁幾乎不吸收微波，微波又有穿透性，所以整個樣品液體流將以同樣的速率被加熱，也即從繞管壁到液流中央不存在溫度梯度，加上繞管壁是冷的，所以待測物，即樣品，在出口處管壁上沉積出來的幾率就被大大降低了。因此，這種微波熱霧化器可以方便地應(yīng)用到高鹽份甚至象乳濁液類樣品溶液中。另外，由于可用內(nèi)徑較粗的石英毛細管，所以也不必用高壓泵而用普通蠕動泵即可滿足輸液的要求。
以下結(jié)合
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)。
圖1是微波諧振腔示意圖，圖2是本發(fā)明的核心霧化器的示意圖。
本實用新型的微波熱霧化器由兩個單元組成，這兩個單元為諧振腔單元和霧化器單元。
諧振腔單元可以是一TM010型圓柱形諧振腔，其內(nèi)表面可以鍍銀以增加微波反射效率，圖中1為諧振腔與微波發(fā)生器的接頭部分，2是諧振腔的中央部分，微波能主要被耦合到這個位置。霧化器單元包括聚四氟乙烯繞管3、聚四氟乙烯接頭4、鍍膜石英毛細管5。
聚四氟乙烯繞管3可選用內(nèi)徑0.5-1.0mm的一根連續(xù)聚四氟乙烯管，再繞制而成。它的繞制方法是，從聚四氟乙烯管的一端開始，使它自身平行折疊三至五次，折疊的長度約3cm，然后把剩下的聚四氟乙烯管在三至五段平行管的外面緊密纏繞。纏繞的寬度約為2.5cm。接頭4是由聚四氟乙烯棒加工的螺母和螺絲配合的緊密接頭，其螺絲部分的中央鉆孔，使繞管的一端穿過這個孔，然后用電烙鐵加熱繞管的這一端口使它外翻，其螺母一端鉆孔，中間穿石英毛細管，然后把螺絲和螺母擰到一起，就可以使繞管與石英毛細管緊密結(jié)合了，繞管3的另一端口通過蠕動泵管與樣品溶液相連。
在使用過程中，將霧化器單元插入諧振腔的中央部分2中，通過在霧化器外纏繞聚四氟乙烯的生料帶(或用硬質(zhì)玻璃或石英套管)改變霧化器的外徑從而使其位置固定在諧振腔中央部分2的圓柱形空間內(nèi)。樣品溶液通過蠕動泵泵入聚四氟乙烯的繞管3中，當繞管3中充滿樣品溶液后即可施加微波功率。在微波功率達50W以上即可以觀察到明顯的樣品溶液氣溶膠的形成。本微波熱霧化器還可方便地將一些生物樣品進行在線消解。例如，將用硝酸酸化后顏色很深、粘度很大的商品桔汁和冰茶溶液通過本霧化器后，溶液顏色即消失，粘度接近水溶液。
由于諧振腔體積小，霧化器由繞管繞制而成，不僅不影響進樣和微波加熱，即不影響霧化效果，而且使整個裝置體積變小。由于繞制霧化器，霧化線路長，又能使微波耦合到諧振腔中央部分，因此所需功率較低，而霧化效率提高。由于待測物在出口處不沉積，可用于高鹽份樣品的測試。本微波熱霧化器在樣品引入和樣品在線消解等方面有很大的應(yīng)用價值和廣泛的推廣應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種微波熱霧化器，結(jié)構(gòu)包括微波發(fā)生器，其特征在于，結(jié)構(gòu)還包括有微波諧振腔和霧化器單元；所說的微波諧振腔通過接頭(1)與微波發(fā)生器連接，微波諧振腔中央部分(2)是圓柱形空間；所說的霧化器單元，包括有繞管(3)、蠕動泵、毛細管(5)，繞管(3)為中空的聚四氟乙烯管繞成螺旋狀；蠕動泵接于繞管(3)的一端，毛細管(5)接于繞管(3)的另一端。
2.按照權(quán)利要求1所述的微波熱霧化器，其特征在于，所說的霧化器單元中，繞管(3)是一根聚四氟乙烯管，中央平行三段，其外緊密纏繞，在毛細管(5)和繞管(3)一端是通過一個聚四氟乙烯接頭(4)連接的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的微波熱霧化器，其特征在于，所說的繞管(3)的中空部分內(nèi)徑為0.5-1.0mm；所說的微波諧振腔內(nèi)表面鍍銀，毛細管(5)是鍍膜石英管。
專利摘要本實用新型屬原子光譜分析用的進樣及樣品消解裝置。結(jié)構(gòu)包括諧振腔單元和霧化器單元。諧振腔單元為內(nèi)表面鍍有銀膜的諧振腔,與微波發(fā)生器連接,霧化器單元由聚四氟乙烯的中空繞管(3)通過聚四氟乙烯接頭(4)連接石英毛細管(5)組成,繞管(3)另一端接蠕動泵。通過諧振腔耦合給霧化器能量使其中的樣品溶液霧化或消解。本微波熱霧化器體積小、效率高、消耗功率低,在樣品引入和樣品在線消解等方面都有應(yīng)用價值。
文檔編號G01N21/71GK2399719SQ9925661
公開日2000年10月4日 申請日期1999年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者金欽漢, 梁楓, 曹彥波, 丁嵐, 郇延富 申請人:吉林大學