微波等离子体产生室制造技术

一种用于等离子体产生的微波室。该微波室包括：发射结构，其位于微波室的第一端处以容纳用于产生微波能量的微波源；以及端接区段，其位于微波室的与第一端部相对的第二端部处。该端接区段被构造为大致阻塞微波能量从室的第二端传播。微波室还包括内壁结构，该内壁结构用于将在微波室内接收的微波能量在第一端处朝第二端引导并且限定腔体。该内壁结构包括：阻抗匹配区段，其在第一端和第二端中间；以及电容负载区段，其在阻抗匹配区段和第二端之间，其中电容负载区段包括沿着室的纵向轴线延伸的至少一个脊部。微波室限定延伸过电容负载区段的第一壁的第一开口和延伸过电容负载区段的第二壁的第二开口。第二壁与第一壁相对。第一开口和第二开口被构造为彼此配合以沿着延伸过第一开口和第二开口且大致垂直于室的纵向轴线的轴线在电容负载区段中接收等离子体焰炬。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微波等离子体产生室
本公开总体上涉及一种微波室，包括这种微波室的微波等离子体系统以及在这种微波室和微波等离子体系统中使用微波能量产生和维持等离子体的方法。在一些实施例中，本公开涉及用于在光谱学中使用的这种微波室、系统和方法。附图说明下面通过举例的方式，参照下面简要描述的附图来进一步详细描述实施例。图1是根据一些实施例的微波等离子体产生系统的框图；图2是图1的微波等离子体产生系统的示意图；图3a是根据一些实施例的图1和图2的微波等离子体产生系统的微波室的局部截面透视图；图3b是图3a的微波室的端视图；图4a是根据一些实施例的微波室的局部截面透视图；图4b是图4a中示出的微波室的横截面顶视图；图4c是图4a和图4b中所示微波室的端视图；图5a是图3a和图3b的微波室的电容负载区段的等距视图；图5b是图5a的电容负载区段的顶视图；图5c是沿着图5b的线5B-5B截取的电容负载区段的横截面图；图5d是在图5a至图5c的电容负载区段内的微波驻波的电场强度的说明图；图5e是沿着图5a和图5c的线5A-5A截取的图5a至图5c的电容负载区段的横截面图；图5f是在图5e的电容负载区段内的微波驻波的电场强度的说明图；图6a是根据一些实施例的微波室的一部分的横截面图；图6b是沿着线6A-6A截取的图6a的微波室的部分的横截面图；图7a是根据一些实施例的微波室的电容负载区段的横截面图；图7b是在图7a的电容负载区段内的微波驻波的电场强度的说明图；图8a、图8b和图8c是根据一些实施例的微波室的电容负载区段的横截面图；图9a是根据一些实施例的微波室的局部截面透视图；图9b是图9a中所示的微波室的电容负载区段的侧视图；图10是根据一些实施例的定位在图5a的电容负载区段内的等离子体焰炬的横截面端视图；以及图11是微波刺激的等离子体产生的方法的工艺流程图。具体实施方式本公开总体上涉及微波室，包括这种微波室的微波等离子体系统以及在这种微波室和微波等离子体系统中使用微波能量产生和维持等离子体的方法。一些实施例涉及用于在光谱术中使用的这种微波室、系统和方法。等离子体便于将化学样品加热到它被雾化、电离和/或激发以便放出样品中存在的每种元素的光特性以及产生所述元素的离子的位置。然后可以通过光谱仪分析该光，以确定存在的每个元素的浓度，或者可以在质谱仪中分析离子以确定存在的每个元素的浓度。这也被称为光谱化学分析，并且等离子体可用于光谱系统，诸如原子发射光谱仪、光学发射光谱仪和用于光谱化学分析的原子质量光谱仪。一些实施例涉及用于等离子体产生的微波室，该微波室包括：发射结构，其在微波室的第一端处，用以容纳用于产生微波能量的微波源；端接区段，其在微波室的与所述第一端相对的第二端处，该端接区段被构造为大致阻挡微波能量从述室的第二端传播；以及内部壁结构，其用于将微波室内在第一端处接收的微波能量朝向第二端引导，该内部壁结构限定腔体并且包括在第一端和第二端中间的阻抗匹配区段；电容负载区段，其位于阻抗匹配区段与第二端之间，其中电容负载区段包括沿室的纵向轴线延伸的至少一个脊部；以及其中所述微波室限定延伸过电容负载区段的第一壁的第一开口和延伸过电容负载区段的第二壁的第二开口，所述第二壁与所述第一壁相对；并且其中所述第一开口和所述第二开口被构造为彼此配合以沿着延伸过所述第一开口和所述第二开口且大致垂直于所述室的纵向轴线的轴线在电容负载区段中接收等离子体焰炬，其中所述电容负载区段包括大致矩形区段，所述大致矩形区段包括第一主壁和第二主壁以及第一次壁和第二次壁，所述壁结构的至少一个脊部沿着所述第一主壁和所述第二主壁中的至少一个安置，并且所述第一次壁和所述第二次壁分别包括第一和第二相对的壁。所述至少一个脊部可以沿着室的中心线安置。所述至少一个脊部可以包括伸出到所述腔体中的第一脊部和伸出到所述腔体中的第二脊部，其中所述第二脊部与所述第一脊部相对。所述至少一个脊部可以沿着电容负载区段并且沿着阻抗匹配区段的至少一部分延伸。例如，所述至少一个脊部可以包括沿电容负载区段的长度延伸的电容负载区段部分。所述至少一个脊部可以包括沿着阻抗匹配区段的长度延伸并且朝向发射结构渐缩的锥形部分。脊部的锥形部分沿其长度在高度和宽度中的至少一个上可以渐缩。在一些实施例中，阻抗匹配区段可以朝向电容负载区段渐缩，以促进在微波室的第一端处接收的微波能量传播到电容负载区段中。在一些实施例中，阻抗匹配区段可以包括安置在腔体内的柱或杆中的至少一个，以允许选择性地调节阻抗匹配区段中的腔体的阻抗。所述至少一个脊部可包括电容负载区段部分，并且脊部的电容负载区段部分可以限定用于接收等离子体焰炬的至少一部分的凹部，并且其中第一开口和第二开口与该凹部配合以容纳等离子体焰炬。凹部可被成形为补偿横跨该凹部的不对称电场强度。例如，凹部可以被成形为关于延伸过第一开口和第二开口的轴线具有旋转不对称性。该凹陷可以限定圆形形状的至少一部分，其中心轴线与延伸过第一开口和第二开口的轴线大致平行并且偏移。在一些实施例中，所述至少一个脊部可以包括伸出到腔体中的第一脊部，并且包括沿着电容负载区段的长度延伸的第一电容负载区段部分和伸出到腔体中的第二脊部并且包括沿着该沿电容负载区段的长度延伸的第二电容负载区段，其中第一电容负载区段部分与第二电容负载区段部分相对，其中第一电容负载区段部分限定第一凹部，并且第二电容负载区段部分限定第二凹部，并且其中第一凹部和第二凹部与第一开口和第二开口配合以接收等离子体焰炬。例如，第一凹部和第二凹部可以彼此配合以限定呈圆形、多边形、拱形、钝角三角形以及半圆形或矩形的组合的形状。微波室可包括安置在端接区段中的观察口，并且其中端接区段可以进一步被构造为允许可见光和紫外光通过观察口。在一些实施例中，观察口可以横跨腔体的仅一部分，以允许从侧面观察等离子体焰炬的在第一和第二开口之间延伸的一部分，并且端接区段包括大致C形的横截面轮廓。微波室还可包括在第一开口和第二开口之间延伸的等离子体焰炬。一些实施例涉及用于等离子体产生的微波室，该微波室包括：发射结构，其在微波室的第一端处，用以容纳用于产生微波能量的微波源；端接区段，其在微波室的与所述第一端相对的第二端处，该端接区段被构造为大致阻挡微波能量从述室的第二端传播；以及内部壁结构，其用于将微波室内在第一端处接收的微波能量朝向第二端引导，该内部壁结构限定腔体并且包括：在第一端和第二端中间的阻抗匹配区段；电容负载区段，其位于阻抗匹配区段与第二端之间，其中电容负载区段包括沿室的纵向轴线延伸的至少一个脊部；以及其中所述微波室限定延伸过所述电容负载区段的第一壁的第一开口和延伸过所述电容负载区段的第二壁的第二开口，所述第二壁与所述第一壁相对；其中所述第一开口和所述第二开口被构造为彼此配合以沿着延伸过所述第一开口和所述第二开口且大致垂直于所述室的所述纵向轴线的轴线在所述电容负载区段中接收等离子体焰炬；以及其中所述阻抗匹配区段朝向所述电容负载区段渐缩以促进在所述微波室的所述第一端处接收的微波能量传播到所述电容负载区段中。在一些实施例中，电容负载区段包括大致矩形区段，该大致矩形区段包括第一和第二主壁以及第一和第二次壁，壁结构的至少一个脊部沿着第一和第二主壁中的至少一个安置，并且第一和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于等离子体产生的微波室，包括：发射结构，其在微波室的第一端处，用以容纳用于产生微波能量的微波源；端接区段，其在所述微波室的与所述第一端相对的第二端处，所述端接区段被构造为大致阻塞所述微波能量从所述室的第二端传播；以及内壁结构，其用于将在所述微波室内接收的微波能量朝所述第二端引导，所述内壁结构限定腔体并且包括：阻抗匹配区段，其在所述第一端和所述第二端的中间；电容负载区段，其位于所述阻抗匹配区段和所述第二端之间，其中所述电容负载区段包括沿着所述室的纵向轴线延伸的至少一个脊部；并且其中所述微波室限定延伸过所述电容负载区段的第一壁的第一开口和延伸过所述电容负载区段的第二壁的第二开口，所述第二壁与所述第一壁相对；并且其中所述第一开口和所述第二开口被构造为彼此配合以沿着延伸过所述第一开口和所述第二开口且大致垂直于所述室的所述纵向轴线的轴线在所述电容负载区段中接收等离子体焰炬。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.31 AU 20159030471.一种用于等离子体产生的微波室，包括：发射结构，其在微波室的第一端处，用以容纳用于产生微波能量的微波源；端接区段，其在所述微波室的与所述第一端相对的第二端处，所述端接区段被构造为大致阻塞所述微波能量从所述室的第二端传播；以及内壁结构，其用于将在所述微波室内接收的微波能量朝所述第二端引导，所述内壁结构限定腔体并且包括：阻抗匹配区段，其在所述第一端和所述第二端的中间；电容负载区段，其位于所述阻抗匹配区段和所述第二端之间，其中所述电容负载区段包括沿着所述室的纵向轴线延伸的至少一个脊部；并且其中所述微波室限定延伸过所述电容负载区段的第一壁的第一开口和延伸过所述电容负载区段的第二壁的第二开口，所述第二壁与所述第一壁相对；并且其中所述第一开口和所述第二开口被构造为彼此配合以沿着延伸过所述第一开口和所述第二开口且大致垂直于所述室的所述纵向轴线的轴线在所述电容负载区段中接收等离子体焰炬。2.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述至少一个脊部沿着所述室的中心线安置。3.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述至少一个脊部包括伸出到所述腔体中的第一脊部和伸出到所述腔体中的第二脊部，其中所述第二脊部与所述第一脊部相对。4.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述电容负载区段包括大致矩形区段，所述大致矩形区段包括第一和第二主壁以及第一和第二次壁，所述壁结构的至少一个脊部沿着所述第一和第二主壁中的至少一个安置，所述室的第一和第二次壁分别包括所述第一和第二相对的壁。5.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述至少一个脊部沿着所述电容负载区段并且沿着所述阻抗匹配区段的至少一部分延伸。6.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述至少一个脊部包括沿着所述电容负载区段的长度延伸的电容负载区段部分，并且所述至少一个脊部包括沿着所述阻抗匹配区段的长度延伸并且朝向所述发射结构渐缩的锥形部分。7.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述脊部的锥形部分沿着其长度在高度和宽度中的至少一个上渐缩。8.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述阻抗匹配区段朝向所述电容负载区段渐缩，以促进在所述微波室的第一端处接收的微波能量传播到所述电容负载区段中。9.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述阻抗匹配区段包括安置在所述腔体内的柱或杆中的至少一个，以允许选择性地调节所述阻抗匹配区段中的所述腔体的阻抗。10.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述至少一个脊部包括沿着所述电容负载区段的长度延伸的电容负载区段部分，所述电容负载区段部分限定用于接收所述等离子体焰炬的至少一部分的凹部，并且其中所述第一开口和所述第二开口与所述凹部配合以容纳所述等离子体焰炬。11.根据权利要求10所述的微波室，其中，所述凹部成形为补偿所述凹部两侧的不对称电场强度。12.根据权利要求10所述的微波室，其中，所述凹部成形为具有围绕延伸过所述第一开口和所述第二开口的轴线的旋转不对称性。13.根据权利要求10所述的微波室，其中，所述凹部限定至少一部分圆形形状，其中心轴线与延伸过所述第一开口和所述第二开口的所述轴线大致平行且偏移。14.根据权利要求1所述的微波室，其中，所述至少一个脊部包括：第一脊部，其伸出到所述腔体中并且包括沿着所述电容负载区段的长度延伸的第一电容负载区段部分；第二脊部，其伸出到所述腔体中并且包括沿所述电容负载区段的长度延伸的第二电容负载区段部分，其中所述第一电容负载区段部分与所述第二电容负载区段部分相对，其中所述第一电容负载区段部分限定第一凹部，并且所述第二电容负载区段部分限定第二凹部，并且其中所述第一凹部和第二凹部与所述第一开口和第二开口配合以接收所述等离子体焰炬。15.根据权利要求14所述的微波室，其中，所述第一凹部和所述第二凹部相互配合以限定以下任一形式的形状：圆形、多边形、拱形、钝角...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·哈默尔，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US