恒定磁場(chǎng)置于原子化器的塞曼效應(yīng)原子熒光光譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塞曼效應(yīng)原子熒光光譜儀，具體涉及一種恒定磁場(chǎng)置于原子化器塞曼效應(yīng)原子熒光光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]原子熒光最重要的光譜干擾是原子化器中分子顆粒產(chǎn)生的光散射，而現(xiàn)有的原子熒光光譜商品儀器均沒有光散射校正。使用連續(xù)光源做輻射源時(shí)校正光散射可以用波長(zhǎng)掃描扣除兩側(cè)背景信號(hào)的方法，使用銳線光源時(shí)只能使用塞曼法。
[0003]由于早先的磁場(chǎng)只是利用磁隙的漏磁，因此不能滿足光源或原子化器對(duì)磁場(chǎng)體積的要求(小的磁場(chǎng)體積中光源不能發(fā)光)。同時(shí)，有文獻(xiàn)報(bào)道使用空心陰極燈，用大電流空心螺線圈產(chǎn)生縱向交變磁場(chǎng)調(diào)制空心陰極燈的發(fā)射譜線進(jìn)行塞曼校正，這樣的方法不僅使用很大的電功率，而且很難將磁場(chǎng)調(diào)制的頻率做到滿足光散射校正的要求(通常對(duì)于火焰原子化器的要求為25Hz以上，而現(xiàn)有的調(diào)制頻率只能做到IHz)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有原子熒光技術(shù)無法有效的對(duì)光散射校正的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠校正原子化過程中光散射的塞曼原子熒光光譜儀。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]恒定磁場(chǎng)置于原子化器的塞曼效應(yīng)原子熒光光譜儀，所述原子熒光光譜儀包括:
[0007]銳線光源；
[0008]環(huán)形磁鋼，所述環(huán)形磁鋼上開設(shè)有光源輻射入口、光源輻射出口以及若干的檢測(cè)口，所述光源輻射入口位于銳線光源的輻射光路上；
[0009]原子熒光原子化器，所述原子熒光原子化器置于環(huán)形磁鋼中心，并透過環(huán)形磁鋼上的光源輻射入口接受光源輻射照射；
[0010]若干檢測(cè)單元，所述若干檢測(cè)單元分別通過環(huán)形磁鋼上的若干檢測(cè)口測(cè)量原子熒光原子化器產(chǎn)生的熒光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成光信號(hào)；
[0011]處理單元，所述處理單元連接若干檢測(cè)單元，對(duì)檢測(cè)單元檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)校正。
[0012]優(yōu)選的，所述銳線光源采用空心陰極燈或者無極放電燈。
[0013]優(yōu)選的，所述原子熒光光譜儀中還包括第一會(huì)聚透鏡，所述第一會(huì)聚透鏡置于銳線光源和環(huán)形磁鋼上光源輻射入口之間，且位于光源光束傳播的光路上，對(duì)光源輻射進(jìn)行匯聚，并通過環(huán)形磁鋼上光源輻射入口聚焦于環(huán)形磁鋼中心的原子熒光原子化器。
[0014]優(yōu)選的，所述原子熒光原子化器為氫化物發(fā)生的原子化器、火焰原子化器、電熱金屬原子化器中的一種。
[0015]優(yōu)選的，所述環(huán)形磁鋼為由磁鋼基于海爾巴赫排列的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，圓環(huán)的內(nèi)徑為50mmo
[0016]優(yōu)選的，所述環(huán)形磁鋼上光源輻射入口連接磁場(chǎng)中心的方向與磁場(chǎng)方向成45°方向，且經(jīng)磁鋼中;L.、，與光源福射出口相對(duì)。
[0017]優(yōu)選的，所述環(huán)形磁鋼上設(shè)有兩個(gè)檢測(cè)口，第一檢測(cè)口連接磁場(chǎng)中心的方向平行于磁場(chǎng)方向；第二檢測(cè)口連接磁場(chǎng)中心的方向垂直于磁場(chǎng)方向。
[0018]優(yōu)選的，所述檢測(cè)單元包括光電檢測(cè)器和前置放大器，所述光電檢測(cè)器與環(huán)形磁鋼上檢測(cè)口對(duì)應(yīng)設(shè)置，透過檢測(cè)口測(cè)量原子熒光原子化器產(chǎn)生的熒光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述前置放大器與光電檢測(cè)器輸出端相連接，將轉(zhuǎn)換的光電信號(hào)進(jìn)行放大。
[0019]優(yōu)選的，所述光電檢測(cè)器與環(huán)形磁鋼上檢測(cè)口之間設(shè)置一會(huì)聚透鏡，所述會(huì)聚透鏡經(jīng)環(huán)形磁鋼上檢測(cè)口將原子化器發(fā)出的熒光信號(hào)匯聚，并聚焦于光電檢測(cè)器。
[0020]優(yōu)選的，所述處理單元包括A/D變換器和微處理器，所述A/D變換器連接檢測(cè)單元，將光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳至微處理器；所述微處理器對(duì)A/D變換器的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并通過運(yùn)算實(shí)現(xiàn)光散射和雜散光的校正。
[0021]本發(fā)明提供的原子熒光光譜儀可用于原子熒光測(cè)量，性能穩(wěn)定可靠，并能夠有效校正原子化過程中的光散射和儀器光學(xué)系統(tǒng)中雜散光。
【附圖說明】
[0022]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0023]圖1為本發(fā)明提供的原子熒光光譜儀的原理圖；
[0024]圖2為本發(fā)明中第一光電檢測(cè)器測(cè)量到的熒光信號(hào)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明中第二光電檢測(cè)器測(cè)量到的熒光信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0027]參見圖1，本發(fā)明提供的恒定磁場(chǎng)置于原子化器的塞曼效應(yīng)原子熒光光譜儀，其主要包括銳線光源1、基于海爾巴赫結(jié)構(gòu)的環(huán)形磁鋼2、置于環(huán)形磁鋼中心的原子化器3、置于光源前的第一會(huì)聚透鏡4、第一光電檢測(cè)器7、第二光電檢測(cè)器8、光電檢測(cè)器前的第二會(huì)聚透鏡5和第三會(huì)聚透鏡6、第一前置放大器9、第二前置放大器10、A/D變換器11、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的微處理器12。
[0028]在本塞曼效應(yīng)原子熒光光譜儀中，銳線光源1，其可以是空心陰極燈也可以是無極放電燈。
[0029]環(huán)形磁鋼2，由磁鋼基于海爾巴赫排列構(gòu)成的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，圓環(huán)的內(nèi)徑為50_，可以在環(huán)中間空間容納原子化器。
[0030]同時(shí)環(huán)形磁鋼2在不同方開有4個(gè)孔A、B、C、D，其中A孔為光源輻射入口，D孔為光源輻射出口、B孔為第一檢測(cè)口、C孔為第二檢測(cè)口。這四個(gè)孔與環(huán)形磁鋼內(nèi)磁場(chǎng)方向H的關(guān)系如下:
[0031]作為光源輻射入口的A孔，其連接磁場(chǎng)中心的方向與磁場(chǎng)方向H成45°方向，且經(jīng)磁鋼中心，與作為光源輻射出口的D孔相對(duì)；同時(shí)光源輻射入口 A位于銳線光源I光束傳播方向上，使得銳線光源I光束能夠通過光源輻射入口 A進(jìn)入到環(huán)形磁鋼2內(nèi)，對(duì)環(huán)形磁鋼2內(nèi)的原子熒光原子化器3進(jìn)行輻射照射。
[0032]作為第一檢測(cè)口的B孔，其連接磁場(chǎng)中心的方向平行于磁場(chǎng)方向H，并與第一光電檢測(cè)器7配合，實(shí)現(xiàn)測(cè)量環(huán)形磁鋼2內(nèi)原子化器產(chǎn)生的熒光信號(hào)。
[0033]作為第二檢測(cè)口的C孔，其連接磁場(chǎng)中心的方向垂直于磁場(chǎng)方向H，并與第二光電檢測(cè)器8配合，實(shí)現(xiàn)測(cè)量環(huán)形磁鋼2內(nèi)原子化器產(chǎn)生的熒光信號(hào)。
[0034]原子熒光原子化器3，其整體置于環(huán)形磁鋼2中心，并透過環(huán)形磁鋼2上的光源輻射入口A接受銳線光源I的光源輻射照射。該原子熒光原子化器3具體為一個(gè)將試樣或試樣溶液轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)自由原子在光源輻射照射時(shí)產(chǎn)生原子熒光的裝置，其可采用氫化物發(fā)生的原子化器，或者火焰原子化器，也可以采用鎢絲，鉭舟一類的電熱金屬原子化器。
[0035]為了保證銳線光源I對(duì)原子熒光原子化器3的光源輻射照射的效果，本方案在銳線光源I和環(huán)形磁鋼2上光源輻射入口 A之間設(shè)置第一會(huì)聚透鏡4。該第一會(huì)聚透鏡4位于光源光束傳播方向，用于將光源輻射匯聚，并通過環(huán)形磁鋼2上光源輻射入口 A聚焦于環(huán)形磁鋼2內(nèi)的原子熒光原子化器3。
[0036]本光譜儀中，第一光電檢測(cè)器7、第二光電檢測(cè)器8、第一前置放大器9、第二前置放大器10之間配合形成兩檢測(cè)單元，以配合環(huán)形磁鋼上的第一檢測(cè)口 B和第二檢測(cè)口 C，完成熒光信號(hào)的測(cè)量和轉(zhuǎn)換。
[0037]其中，第一光電檢測(cè)器7和第一前置放大器9連接配合形成第一檢測(cè)單元，第一光電檢測(cè)器7與環(huán)形磁鋼上的第一檢測(cè)口 B，以通過第一檢測(cè)口 B測(cè)量環(huán)形磁鋼2內(nèi)原子化器3經(jīng)光源輻射照射產(chǎn)生的原子熒光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。第一前置放大器9將第一光電檢測(cè)器7轉(zhuǎn)換的光電信號(hào)進(jìn)行放大，并傳至A/D變換器11。
[0038]為了提高第一光電檢測(cè)器7測(cè)量的效果和精度，在第一光電檢測(cè)器7和環(huán)形磁鋼上的第一檢測(cè)口 B之間還設(shè)置有第二會(huì)聚透鏡5。該第二會(huì)聚透鏡5經(jīng)環(huán)環(huán)形磁鋼上的第一檢測(cè)口 B將原子化器發(fā)出的熒光信號(hào)匯聚，并聚焦于第一光電檢測(cè)器7。
[0039]第二光電檢測(cè)器8和第二前置放大器10連接配合形成第二檢測(cè)單元，第二光電檢測(cè)器8與環(huán)形磁鋼上的第二檢測(cè)口 C，以通過第二檢測(cè)口 C測(cè)量環(huán)形磁鋼2內(nèi)原子化器3經(jīng)光源輻射照射產(chǎn)生的原子熒光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。第二前置放大器10將第二光電檢測(cè)器8轉(zhuǎn)換的光電信號(hào)進(jìn)行放大，并傳至A/D變換器11。
[0040]為了提高第二光電檢測(cè)器8測(cè)量的效果和精度，