用于激光制样‑质谱氧同位素组成分析的激光池装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于一种激光池装置，具体公开一种用于激光制样‑质谱氧同位素组成分析的激光池装置，该装置包括激光窗上法兰、激光窗、激光腔上腔体、第一真空管路、第二真空管路、样品池、激光腔下腔体和激光池底座，激光腔上腔体上方设有激光窗上法兰，激光腔上腔体与激光窗上法兰之间设有激光窗，第一真空管路、第二真空管路对称设在激光腔上腔体两侧，激光腔上腔体下方设有激光腔下腔体，激光腔下腔体下部内放置样品池，激光腔下腔体底部放置在激光池底座上。本发明专利技术的激光池装置够快速提取微量矿物中氧同位素，还能对整个激光池的真空度实现快速达标、且方便拆卸。

For laser pool composition analysis of laser oxygen isotope mass spectrometry sample preparation device

The present invention relates to a laser pool device, particularly discloses a laser pool for composition analysis of laser oxygen isotope mass spectrometry sample preparation device, the device comprises a laser window flange, laser window, the laser cavity on the cavity, the first vacuum pipeline, a vacuum pipeline, second sample pool, laser cavity and laser cavity pool base laser cavity, cavity laser is arranged above the window flange, the laser cavity between the cavity and the laser window flange is provided with a laser window, the first vacuum pipeline, vacuum line second symmetrically arranged on the laser cavity on the cavity on both sides, the laser cavity on the cavity is arranged under the laser cavity, the sample is placed in the lower part of the cavity under the pool of laser cavity, laser in the laser cavity cavity is placed at the bottom of a pool. The laser pool device of the invention can quickly extract oxygen isotopes in trace minerals, and can achieve rapid reach standard for the vacuum degree of the whole laser pool, and it is convenient to disassemble.

【技术实现步骤摘要】
用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置
本专利技术涉及一种激光池装置，特别是涉及一种可以快速提取微量矿物中氧同位素，还能对整个激光池的真空度实现快速达标且方便拆卸的激光池装置。
技术介绍
矿物中氧同位素分析方法有传统BrF5法、激光BrF5法。传统BrF5法的基本原理是在真空条件下，将矿物样品放入镍反应管中，加热去气并抽真空至10-3Pa后，通过液氮(-196℃)冷冻转入矿物化学反应需要量5倍的BrF5试剂，对系统抽真空至10-3Pa后，用管式加热炉加热镍反应管，产生的氧气通过液氮冷阱纯化吸附杂质气体后于700℃在箔催化剂的作用下与石墨恒温反应生成CO2，用液氮冷冻的方式收集在玻璃管中，再进入质谱进行氧同位素分析。传统BrF5法中管式加热炉加热不均匀，并且镍反应管在长时间高温下易与BrF5试剂反应，矿物样品特别是对难熔矿物的氧同位素分析，数据常常不稳定，此外，该方法中样品需要量较多。为了克服以上问题，逐渐尝试用激光BrF5法替代传统BrF5法，激光BrF5法是在传统BrF5法基础上改进加热方式，该方法的关键是激光池的设计。在研究工作中发现，激光池的设计需要克服许多问题，其中包括：第一，BrF5试剂是一种强氧化剂，整个激光池材质不能与BrF5试剂反应；第二，激光窗不能吸收太多的CO2激光避免矿物样品的反应温度达不到；第三，装置要易于拆卸，方便更换样品；第四，整个激光池体积要小，内壁要光滑，方便抽取真空；第五，激光池中反应产生的废气与生成的氧气管道要分开，不能干扰氧气的分析测量；第六，样品池要合理利用空间并适合微量样品与粉末样品的分析；第七，激光熔蚀样品时，粉末样品容易飞溅，样品之间可能相互污染。因此需要设计一种合适的激光池装置用于激光制样-质谱氧同位素组成分析。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够快速提取微量矿物中氧同位素，还能对整个激光池的真空度实现快速达标、且方便拆卸的用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置。实现本专利技术目的的技术方案：用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置，该装置包括激光窗上法兰、激光窗、激光腔上腔体、第一真空管路、第二真空管路、样品池、激光腔下腔体和激光池底座，激光腔上腔体上方设有激光窗上法兰，激光腔上腔体与激光窗上法兰之间设有激光窗，第一真空管路、第二真空管路对称设在激光腔上腔体两侧，激光腔上腔体下方设有激光腔下腔体，激光腔下腔体下部内放置样品池，激光腔下腔体底部放置在激光池底座上。所述的激光腔上腔体与激光窗上法兰内侧之间形成环形凹槽，激光窗的边缘嵌在该环形凹槽内。所述的激光窗与激光腔上腔体之间通过八个内六角螺栓固定连接。所述的第一真空管路、第二真空管路对称设置在激光腔上腔体的1/2高度位置，且第一真空管路、第二真空管路均与激光腔上腔体内部连通。所述的激光腔上腔体与激光腔下腔体通之间过卡箍固定连接。所述的样品池的上表面覆盖有盖样片。所述的样品池具有一个中心孔和均匀分布的36个小孔，该中心孔内具有螺纹。所述的样品池的中心孔内设有样品池提取器，样品池提取器具有与中心孔相匹配的外螺纹。所述的激光池底座外部为正方形，激光池底座内部为中空的台阶圆柱孔，上部圆柱孔的直径大于下部圆柱孔的直径，激光池底座的四角各开有一个螺纹圆孔，用于激光池底座与实验台之间的固定；激光腔下腔体放置在激光池底座圆柱孔的台阶上。所述的激光窗上端面与激光窗上法兰之间设有第一氟橡胶O形圈，所述的激光窗下端面与激光腔上腔体之间设有第二氟橡胶O形圈，激光腔上腔体与激光腔下腔体连接处放置第三氟橡胶O形圈。本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术通过选用BaF2材质激光窗，可以避免与强氧化剂BrF5反应，同时BaF2材质透光率范围为0.13μm～14μm，对CO2激光透过率良好。本专利技术通过上下腔体间卡箍及氟橡胶O形圈设计，可以实现腔体的快速拆卸和有效密封。本专利技术激光池装置体积较小，采用316型不锈钢材质，抽取真空较快。本专利技术通过在上腔体中对称焊接两支真空管路，将反应废气和生成的氧气分开，避免污染管道影响分析。本专利技术通过样品池小孔设计，可以实现单颗粒及粉末矿物样品的微量分析。本专利技术通过盖样片的设计，避免样品反应时飞溅，造成相互污染。附图说明图1为本专利技术所提供的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置的三维结构示意图；图2为本专利技术所提供的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置的二维剖视示意图；图3为本专利技术所提供的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置的三维装配过程示意图；图4为本专利技术所提供的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置的三维装配过程剖视示意图。图中：1为内六角螺栓，2为激光窗上法兰，3为第一氟橡胶O形圈，4为激光窗，5为第二氟橡胶O形圈，6为激光腔上腔体，7为第一真空管路，8为第二真空管路，9为第三氟橡胶O形圈，10为盖样片，11为卡箍，12为样品池，13为激光腔下腔体，14为样品池提取器，15为激光池底座。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1、2、3、4所示，本专利技术所提供的用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置，该装置包括内六角螺栓1、激光窗上法兰2、第一氟橡胶O形圈3、激光窗4、第二氟橡胶O形圈5、激光腔上腔体6、第一真空管路7、第二真空管路8、第三氟橡胶O形圈9、盖样片10、卡箍11、样品池12、激光腔下腔体13、样品池提取器14和激光池底座15。激光腔上腔体6上方设有激光窗上法兰2，激光腔上腔体6与激光窗上法兰2内侧之间形成环形凹槽，BaF2激光窗4的边缘嵌在该环形凹槽内；BaF2激光窗4上端面与激光窗上法兰2之间设有第一氟橡胶O形圈3，BaF2激光窗4下端面与激光腔上腔体6之间设有第二氟橡胶O形圈5；BaF2激光窗4与激光腔上腔体6之间通过八个内六角螺栓1固定连接，通过八个内六角螺栓1将第一氟橡胶O形圈3、BaF2激光窗4、第二氟橡胶O形圈5密封压紧在BaF2激光窗4与激光腔上腔体6之间的环形凹槽内。第一真空管路7、第二真空管路8对称焊接在激光腔上腔体6两侧，且第一真空管路7、第二真空管路8均与激光腔上腔体6内部连通。激光腔上腔体6下方设有激光腔下腔体13，激光腔上腔体6与激光腔下腔体13之间通过卡箍11固定连接，激光腔上腔体6与激光腔下腔体13连接处放置第三氟橡胶O形圈9。激光腔下腔体13下部内放置样品池12，样品池12的上表面覆盖有盖样片10，样品池提取器14通过螺纹与样品池12中心孔对接固定(不用时取下放置)，激光腔下腔体13底部放置在激光池底座15上，激光池底座15通过四个螺栓固定在实验台上。八个内六角螺栓1为316型不锈刚材质，八个内六角螺栓1沿激光窗上法兰2的上端面均匀对称分布，用以密封固定激光窗4。氟橡胶O形圈为聚四氟乙烯材质，共三个，第一氟橡胶O形圈3、第二氟橡胶O形圈5用于密封和保护激光窗4，第三氟橡胶O形圈9用于卡箍11密封。激光窗4为BaF2材质。激光腔上腔体6和激光腔下腔体13均为316型不锈刚材质，激光腔上腔体6与激光腔下腔体13之间通过卡箍11密封。第一真空管路7、第二真空管路8均为不锈刚材质，第一真空管路7、第二真空管路8对称焊接在激光腔上腔体6的1/2高度位置，对称分布在本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于激光制样‑质谱氧同位素组成分析的激光池装置，其特征在于：该装置包括激光窗上法兰(2)、激光窗(4)、激光腔上腔体(6)、第一真空管路(7)、第二真空管路(8)、样品池(12)、激光腔下腔体(13)和激光池底座(15)，激光腔上腔体(6)上方设有激光窗上法兰(2)，激光腔上腔体(6)与激光窗上法兰(2)之间设有激光窗(4)，第一真空管路(7)、第二真空管路(8)对称设在激光腔上腔体(6)两侧，激光腔上腔体(6)下方设有激光腔下腔体(13)，激光腔下腔体(13)下部内放置样品池(12)，激光腔下腔体(13)底部放置在激光池底座(15)上。

【技术特征摘要】
1.用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置，其特征在于：该装置包括激光窗上法兰(2)、激光窗(4)、激光腔上腔体(6)、第一真空管路(7)、第二真空管路(8)、样品池(12)、激光腔下腔体(13)和激光池底座(15)，激光腔上腔体(6)上方设有激光窗上法兰(2)，激光腔上腔体(6)与激光窗上法兰(2)之间设有激光窗(4)，第一真空管路(7)、第二真空管路(8)对称设在激光腔上腔体(6)两侧，激光腔上腔体(6)下方设有激光腔下腔体(13)，激光腔下腔体(13)下部内放置样品池(12)，激光腔下腔体(13)底部放置在激光池底座(15)上。2.根据权利要求1所述的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置，其特征在于：所述的激光腔上腔体(6)与激光窗上法兰(2)内侧之间形成环形凹槽，激光窗(4)的边缘嵌在该环形凹槽内。3.根据权利要求2所述的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置，其特征在于：所述的激光窗(4)与激光腔上腔体(6)之间通过八个内六角螺栓(1)固定连接。4.根据权利要求3所述的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置，其特征在于：所述的第一真空管路(7)、第二真空管路(8)对称设置在激光腔上腔体(6)的1/2高度位置，且第一真空管路(7)、第二真空管路(8)均与激光腔上腔体(6)内部连通。5.根据权利要求4所述的一种用于激光制样-质谱氧同位素组成分析的激光池装置，其特征在于：所述的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：石晓，刘汉彬，张建锋，金贵善，李军杰，韩娟，张佳，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11