連接器組件和感應(yīng)耦合等離子體光譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請(qǐng)涉及連接器組件和感應(yīng)耦合等離子體光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]感應(yīng)耦合等離子體(ICP)光譜法能夠檢測(cè)被分析的樣品中是否含有非常少量的化學(xué)元素。感應(yīng)耦合等離子體光譜儀包括兩個(gè)主要部件:光譜儀和感應(yīng)耦合等離子體源。
[0003]感應(yīng)耦合等離子體源包括等離子體吹管和感應(yīng)線圈(也被稱為“輸出”或“工作”線圈)，用于通過將電磁能量耦合到流過吹管的適當(dāng)?shù)臍怏w(例如氬氣)來產(chǎn)生和維持等離子體。感應(yīng)線圈通常為螺旋狀，并且圍繞吹管中生成等離子體的部分同心地放置。
[0004]感應(yīng)線圈典型地使用壓縮式配件連接到射頻(RF)發(fā)生器。感應(yīng)線圈與射頻發(fā)生器之間的連接必須是導(dǎo)電的。另外，由于RF功率耗散要求感應(yīng)線圈要經(jīng)過水冷，所以感應(yīng)線圈和RF發(fā)生器之間的耦合裝置必須是水密的。
[0005]某些已知的感應(yīng)耦合等離子體(ICP)光譜系統(tǒng)使用壓縮式配件來實(shí)現(xiàn)橫跨接頭的水密密封性和導(dǎo)電性。這種類型的配件包括一個(gè)“橄欖”或“套圈”元件和螺母，在安裝過程中，擰緊螺母，套圈就被永久壓緊到感應(yīng)線圈上。這會(huì)使得橄欖或套圈和感應(yīng)線圈的管道產(chǎn)生永久變形，從而形成具有水密密封性和導(dǎo)電性的接頭。
[0006]已知的耦合方法的一個(gè)缺點(diǎn)是，感應(yīng)線圈只能一次裝配和對(duì)準(zhǔn)。如果當(dāng)螺母在初始安裝期間擰緊后，感應(yīng)線圈相對(duì)于吹管和射頻發(fā)生器沒有被最優(yōu)對(duì)準(zhǔn)，那么在套圈和感應(yīng)線圈的管道發(fā)生變形后，不可能再改變感應(yīng)線圈的位置。另一個(gè)缺點(diǎn)是，一旦感應(yīng)線圈裝配到一臺(tái)儀器上，它不能被拆卸并重新用于另一臺(tái)儀器，因?yàn)閮x器之間的機(jī)械公差差異使得它不太可能在不同的儀器中圍繞吹管同心安裝。此外，當(dāng)在安裝中擰緊螺母時(shí)，套圈與螺母之間的摩擦引起的扭矩施加在感應(yīng)線圈的管道上。此扭矩扭曲了精確形成的感應(yīng)線圈，從而改變了線圈的間距并且降低了電感的性能。線圈的失真也影響環(huán)繞等離子體吹管的感應(yīng)線圈的軸向同心性，影響等離子體在吹管中的位置，從而影響儀器的性能。
[0007]因此，需要一種改進(jìn)的連接器組件來克服上述已知壓縮式配件的至少一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]在下面的詳細(xì)描述中，對(duì)具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了闡述，以便深入理解本公開的示例性實(shí)施例。然而，顯而易見的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過本公開的內(nèi)容得到的其它與本公開的具體細(xì)節(jié)不同的實(shí)施例仍然在本公開所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。此外，公知的裝置和方法的描述可以省略，以便不混淆本發(fā)明的說明性實(shí)施例的描述。這樣的方法和裝置顯然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解的是，這里使用的術(shù)語是為了描述特定實(shí)施例，并不是限制性的。所定義的術(shù)語的技術(shù)和科學(xué)含義按本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域里的通常含義來理解和接受。
[0010]如在本說明書和所附的權(quán)利要求中，術(shù)語“一”，“一種”和“該”包括單數(shù)和復(fù)數(shù)對(duì)象，除非上下文另有明確說明。因此，例如，“一種設(shè)備”包括一個(gè)設(shè)備和多個(gè)設(shè)備。
[0011]在本說明書和所附的權(quán)利要求中使用的“基本”或“基本上”，除了它們的普通含義，表示在可接受的限度或程度內(nèi)。例如，“基本上取消”是指本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)考慮取消是可接受的。在說明書和所附權(quán)利要求書中使用的“大約”或“約”，除了它們的普通含義，表示在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可接受限度或一定量?jī)?nèi)。例如，“大致相同”是指本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)考慮物件相比是相同的。
[0012]通常，應(yīng)當(dāng)理解附圖和其中所示的各種元件沒有按比例繪制。此外，相對(duì)性術(shù)語，如“上面”，“下面”，“頂部”，“底部”，“上”和“下”用于描述各種元件間的關(guān)系，如示于附圖中的關(guān)系。應(yīng)該理解，這些相對(duì)性術(shù)語旨在涵蓋器件和/或元件的不同取向，除了在附圖中描述的方位關(guān)系。例如，如果設(shè)備相對(duì)于在附圖的呈現(xiàn)而被倒置，一個(gè)元件被描述為在另一元件“上方”時(shí)，現(xiàn)在將是位于該元件下方。
[0013]本發(fā)明一般地涉及感應(yīng)耦合等離子體(ICP)光譜學(xué)，更具體地涉及在化學(xué)分析中使用的光譜儀上安裝感應(yīng)耦合等離子體源的裝置。
[0014]根據(jù)一代表性實(shí)施例，用于聯(lián)接感應(yīng)線圈到射頻發(fā)生器的連接器組件，與等離子體吹管一起給光譜儀提供感應(yīng)耦合等離子體源，連接器組件包括:連接到射頻發(fā)生器的徑向夾持構(gòu)件，徑向夾持構(gòu)件具有接收感應(yīng)線圈的端部的內(nèi)表面;和密封元件。連接器組件構(gòu)造成提供感應(yīng)線圈的端部和RF發(fā)生器之間的可靠連接，其基本上是導(dǎo)電的并且基本上是液密的，不會(huì)導(dǎo)致徑向夾持構(gòu)件或感應(yīng)線圈永久變形。
[0015]示例性地，徑向夾持構(gòu)件可包括連接到射頻發(fā)生器的套筒，和緊固件(例如，螺母)。套筒具有構(gòu)造成接收感應(yīng)線圈的端部的內(nèi)表面，還具有外表面。緊固件具有與套筒的外表面相接合的內(nèi)表面，以確保徑向夾持構(gòu)件和感應(yīng)線圈的端部之間的連接。
[0016]此外，套筒可以包括限定縱向分段的軸向槽?？v向分段可以具有錐形端部，其與緊固件的互補(bǔ)錐形內(nèi)表面接合。
[0017]緊固件可以具有螺紋，其構(gòu)造成與套筒的外表面上的互補(bǔ)螺紋接合。
[0018]密封元件可以是環(huán)形的，典型的可以是O形密封環(huán)式樣。
[0019]在一代表性實(shí)施例中，公頭連接元件安裝在感應(yīng)線圈的端部，用于與套筒的內(nèi)表面接合。密封元件可安裝在公頭連接元件上。
[0020]公頭連接元件還可以包括指示標(biāo)記，用于指示公頭連接元件插入進(jìn)套筒的程度。在安裝或更換感應(yīng)耦合等離子體光譜儀中的感應(yīng)線圈時(shí)，使用指示標(biāo)記可指示出，何時(shí)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)線圈和射頻發(fā)生器之間的液密密封。指示標(biāo)記可以例如是，環(huán)繞公頭連接元件的槽。
[0021]在另一可替代的代表性實(shí)施例中，套筒的內(nèi)表面直接與感應(yīng)線圈的端部接合。在本實(shí)施例中，單獨(dú)安裝在感應(yīng)線圈上的公頭連接元件并不是必須的。
[0022]在另一代表性實(shí)施例中，感應(yīng)耦合等離子體光譜儀包括等離子體吹管、感應(yīng)線圈、以及構(gòu)造成聯(lián)接感應(yīng)線圈到射頻發(fā)生器來提供感應(yīng)耦合等離子體源的連接器組件。連接器組件包括徑向夾持構(gòu)件，其作為射頻發(fā)生器的部件。徑向夾持構(gòu)件具有構(gòu)造成接收感應(yīng)線圈的端部的內(nèi)表面;和密封元件。連接器組件構(gòu)造成提供感應(yīng)線圈的端部和射頻發(fā)生器之間的可靠連接，其基本上是導(dǎo)電的，也基本上是液密的，不會(huì)導(dǎo)致徑向夾持構(gòu)件或感應(yīng)線圈永久變形。
[0023]示例性地，徑向夾持構(gòu)件可包括與射頻發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的套筒。套筒具有構(gòu)造成接收感應(yīng)線圈的端部的內(nèi)表面，還具有外表面。徑向夾持構(gòu)件還包括緊固件，其具有構(gòu)造成與套筒的外表面相接合的內(nèi)表面，以確保徑向夾持構(gòu)件和感應(yīng)線圈的端部之間的連接是穩(wěn)固的。
[0024]此外，套筒可以包括限定縱向分段的軸向槽?？v向分段可以具有錐形端部，構(gòu)造成與緊固件的互補(bǔ)錐形內(nèi)表面接合。
[0025]緊固件可以具有螺紋，構(gòu)造成與套筒的外表面上的互補(bǔ)螺紋接合。
[0026]密封元件可以是環(huán)形的，典型的可以是O形密封環(huán)式樣。
[0027]在一代表性實(shí)施例中，公頭連接元件安裝在感應(yīng)線圈的端部，用于與套筒的內(nèi)表面接合。密封元件可安裝在公頭連接元件上。
[0028]公頭連接元件還可以包括指示標(biāo)記，用于指示公頭連接元件插入進(jìn)套筒的程度。在安裝或更換感應(yīng)耦合等離子體光譜儀中的感應(yīng)線圈時(shí)，使用指示標(biāo)記可指示，何時(shí)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)線圈和射頻發(fā)生器之間的基本上液密的密封。指示標(biāo)記可以例如是，環(huán)繞公頭連接元件的槽的形式。
[0029]在另一代表性實(shí)施例中，套筒的內(nèi)表面直接與感應(yīng)線圈的端部接合。在這樣的代表性實(shí)施例中，并不需要單獨(dú)的公頭連接元件。
[0030]在另一代表性實(shí)施例中，提供一種方法，用于確保感應(yīng)線圈和射頻發(fā)生器之間的連接，以便與等離子體吹管一起給光譜儀提供感應(yīng)耦合等離子體源。所述方法包括提供連接器組件，連接器組件包括與射頻發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的徑向夾持構(gòu)件。徑向夾持構(gòu)件具有構(gòu)造成接收感應(yīng)線圈的端部的內(nèi)表面;和密封元件。方法還包括將感應(yīng)線圈的端部插入到徑向夾持構(gòu)件，使得密封元件在感應(yīng)線圈和徑向夾持構(gòu)件的內(nèi)表面之間提供基本上液密的密封。該方法還包括緊固徑向夾持構(gòu)件，以確保感應(yīng)線圈和射頻發(fā)生器之間的連接。有益的是，所述連接基本上是導(dǎo)電的，也基本上是液密的，不會(huì)導(dǎo)致徑向夾持構(gòu)件