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

本实用新型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。本实用新型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。

【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。本技术的有益技术效果在于：本技术通过选用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技术作进一步详细说明。如图1、2、3、4所示，本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...

【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：新型
国别省市：北京,11