一种可拆卸的微波感应等离子体炬管制造技术

本发明专利技术公开了一种可拆卸的微波感应等离子体炬管，包括相互独立的外管、中间管和内管，以及用于将所述外管、中间管和内管基本同轴固定在一起的固定装置，所述固定装置包括与外管可拆卸连接的第一夹持体、与中间管可拆卸连接的第二夹持体、以及与内管可拆卸连接的第三夹持体，所述第二夹持体设有让辅助气进入内管与中间管之间空间的中间气体入口，所述第一夹持体设有让冷却气进入中间管与外管之间空间的外气体入口。本发明专利技术的微波感应等离子体炬管，采用相互独立的外管、中间管和内管结构，相对于一体式炬管，分体式炬管加工更简便，且可以对外管、中间管及内管任意更换，避免了外管烧坏需要更换整个矩管的情况，有效降低炬管的替换和维修成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱分析
，具体涉及一种可拆卸的微波感应等离子体炬管。
技术介绍
激发光源作为原子发射光谱法(AES)的核心部件，使待测样品原子化、激发和电离，用于提供待测元素的光谱信息，其性能往往决定着所提供信息的质量。等离子体光源作为AES的激发光源现已得到了广泛的应用，主要分为电感耦合等离子体(ICP)和微波等离子体(MWP)两大类。其中，电感耦合等离子体(ICP)因其具有的检出限低、基体效应小、精密度高、灵敏度高、线性范围宽以及多元素同时分析等诸多优点而得以广泛应用。然而，由于采用ICP的光谱分析仪器要消耗大量的稀有气体—氩气，导致其仪器成本和运转费用高。微波等离子体(MWP)主要优点是可用氦气作为工作气体来测定包括卤族元素在内的几乎所有元素，且仪器成本和运转费用远远低于电感耦合等离子体(ICP)，按照能量导入工作气体的方法及等离子体形成的方式，MWP通常可分为两类，电容耦合微波等离子体(CMP)和微波感生等离子体(MIP)。其中，微波感生等离子体(MIP)可采用氮气作为工作气体维持它的等离子体焰炬，在一定条件下它可以形成类似于ICP光源的环形等离子体，因而得到广泛应用。但是，现有的MIP炬管都是采用一体式设计的内管、中间管及外管结构，在使用过程中，外层的石英管由于气体流速、微波功率偏离正常值或其他原因，容易被等离子体烧融损坏，而相对而言结构较外管更为复杂的中心管发生损坏的几率较少。当外管发生损坏时，无法替换新的外管，只能整根炬管替换，从而使得等离子炬管的替换和维修成本过高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可拆卸的微波感应等离子体炬管，采用可拆卸的独立的外管、中管、和内管结构，有效降低等离子炬管的替换和维修成本。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种可拆卸的微波感应等离子体炬管，包括相互独立的外管、中间管和内管，以及用于将所述外管、中间管和内管基本同轴固定在一起的固定装置，所述固定装置包括与外管可拆卸连接的第一夹持体、与中间管可拆卸连接的第二夹持体、以及与内管可拆卸连接的第三夹持体，所述内管用于把载送分析样品的载气注入炬管内产生的等离子体中，所述第二夹持体设有让辅助气进入内管与中间管之间空间的中间气体入口，所述第一夹持体设有让冷却气进入中间管与外管之间空间的外气体入口。所述固定装置为分体式结构，所述第一夹持体、第二夹持体和第三夹持体同轴可拆卸地连接在一起。所述第一夹持体、第二夹持体和第三夹持体均为中空圆柱结构，所述第一夹持体的前端外壁设有第一外螺纹，所述第一夹持体的前端内壁设有与外管配合的第一结合部，所述第一夹持体的后端内壁设有第一内螺纹，所述第二夹持体的前端外壁设有与第一内螺纹相匹配的第二外螺纹，所述第二夹持体的前端内壁设有与中间管配合的第二结合部，所述第二夹持体的后端内壁设有第二内螺纹，所述第三夹持体的前端外壁设有与第二内螺纹相匹配的第三外螺纹，所述内管穿设在第三夹持体的内壁上。所述固定装置还包括套设在外管上的固定件，所述固定件的后端内壁设有与第一外螺纹相匹配的第三内螺纹，所述第一夹持体的前端面设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有套设在外管上的第一弹性件，所述第二夹持体的前端面设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有套设在中间管上的第二弹性件，所述第三夹持体的前端面设有第三凹槽，所述第三凹槽内设有套设在内管上的第三弹性件。所述外管、中间管和内管均为石英管，所述固定装置由耐热材料制成。所述外气体入口偏离炬管中心轴线，使冷却气沿外管管壁切向进入中间管与外管之间的空间。所述外气体入口的出口形成向轴心收缩的倒锥形，用于提高冷却气的流速。所述中间气体入口的出口形成向周边扩张的正锥形，用于减缓辅助气的流速。所述内管和中间管的气体出口端水平对齐，所述内管和中间管的出口端距离固定装置前端30～40mm，所述外管的出口端距离固定装置前端90～100mm。本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：1、采用相互独立的外管、中间管和内管结构，相对于一体式炬管，分体式炬管加工更简便，且可以对外管、中间管及内管任意更换，避免了外管烧坏需要更换整个矩管的情况，有效降低炬管的替换和维修成本。2、采用分体式固定装置固定炬管，保障各管同轴的同时，又可自由组装拆卸，使得炬管的更换、组装十分简便。3、气路通道设置在由耐热材料制成的固定装置上，气体供应稳定，不会出现堵塞或气路不稳定问题。附图说明图1是本专利技术的微波感应等离子体炬管的结构示意图；图2是本专利技术的微波感应等离子体炬管的冷却气入口示意图；图3是本专利技术的微波感应等离子体炬管的辅助气入口示意图附图标记说明：1-外管；2-中间管；3-内管；4-第一夹持体；5-第二夹持体；6-第三夹持体；7-固定件；11-外气体入口；12-外管出口端；21-中间气体入口；22-中间管出口端；31-内管进口端；32-内管出口端；41-第一外螺纹；42-第一结合部；43-第一内螺纹；44-第一凹槽；51-第二外螺纹；52-第二结合部；53-第二内螺纹；54-第二凹槽；61-第三外螺纹；62-第三凹槽；71-第三内螺纹。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的内容做进一步详细说明。实施例：如图1所示，一种可拆卸的微波感应等离子体炬管，包括相互独立的外管1、中间管2和内管3，以及用于将所述外管1、中间管2和内管3基本同轴固定在一起的固定装置，所述固定装置包括用于第一夹持体4、第二夹持体5、以及第三夹持体6，所述内管3用于把载送分析样品的载气注入炬管内产生的等离子体中，所述第二夹持体5设有让辅助气进入内管3与中间管2之间空间的中间气体入口21，所述第一夹持体4设有让冷却气进入中间管2与外管1之间空间的外气体入口11。其中，外管1、中间管2和内管3均为石英管，外管1进口端与外气体入口11连通，外管1的出口端12距离固定装置前端90～100mm；中间管2进口端与中间气体入口21连通，中间管2的出口端22位于外管1的内部；内管3进口端31伸出固定装置后端一段距离，内管3的出口端32与中间管2的出口端22平齐且距离固定装置前端30～40mm，为了减少内管3出口端32融化的风险，可以将内管3的出口端32稍微靠后以增加与等离子体的距离，从而降低其出口端32的温度。这一温度降低既减少了熔化内管3的风险，又减少了样品过早蒸发的可能性。同时为了提高炬管性能，还需将内管3的出口端32设计成平滑的锥形，即将出口端32的内径设计得更小，以增大载气的流速，从而更容易将待测样品送入到等离子体中。其中，外气体入口11向外管1与中间管2之间提供冷却气，对炬管内产生的等离子体形成隔离层，使等离子体与外管1的内壁分开，阻止外管1熔化。对偏离炬管中心轴线的外气体入口11，会使冷却气沿炬管长度方向移动时发生螺旋，螺旋气流有助于稳定等离子体并保持其均匀的管状形态。进一步地，请参照图2所示，外气体入口11的出口形成向轴心收缩的倒锥形，较小的出口可以提高冷却气的注入速度，高速的螺旋气流能够使得隔离层“变硬”，从而更好地约束等离子体。其中，中间气体入口21向中间管2与内管3之间提供用于维持等离子体的辅助气，该气流同时用来控制等离子体的轴向位置。进一步地，请参照图3所示，中间气体入口21的出口形成向周边扩张的正锥形，较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可拆卸的微波感应等离子体炬管，其特征在于，包括相互独立的外管、中间管和内管，以及用于将所述外管、中间管和内管基本同轴固定在一起的固定装置，所述固定装置包括与外管可拆卸连接的第一夹持体、与中间管可拆卸连接的第二夹持体、以及与内管可拆卸连接的第三夹持体，所述内管用于把载送分析样品的载气注入炬管内产生的等离子体中，所述第二夹持体设有让辅助气进入内管与中间管之间空间的中间气体入口，所述第一夹持体设有让冷却气进入中间管与外管之间空间的外气体入口。

【技术特征摘要】
1.一种可拆卸的微波感应等离子体炬管，其特征在于，包括相互独立的外管、中间管和内管，以及用于将所述外管、中间管和内管基本同轴固定在一起的固定装置，所述固定装置包括与外管可拆卸连接的第一夹持体、与中间管可拆卸连接的第二夹持体、以及与内管可拆卸连接的第三夹持体，所述内管用于把载送分析样品的载气注入炬管内产生的等离子体中，所述第二夹持体设有让辅助气进入内管与中间管之间空间的中间气体入口，所述第一夹持体设有让冷却气进入中间管与外管之间空间的外气体入口。2.根据权利要求1所述的可拆卸的微波感应等离子体炬管，其特征在于，所述固定装置为分体式结构，所述第一夹持体、第二夹持体和第三夹持体同轴可拆卸地连接在一起。3.根据权利要求2所述的可拆卸的微波感应等离子体炬管，其特征在于，所述第一夹持体、第二夹持体和第三夹持体均为中空圆柱结构，所述第一夹持体的前端外壁设有第一外螺纹，所述第一夹持体的前端内壁设有与外管配合的第一结合部，所述第一夹持体的后端内壁设有第一内螺纹，所述第二夹持体的前端外壁设有与第一内螺纹相匹配的第二外螺纹，所述第二夹持体的前端内壁设有与中间管配合的第二结合部，所述第二夹持体的后端内壁设有第二内螺纹，所述第三夹持体的外壁设有与第二内螺纹相匹配的第三外螺纹，所述内管穿设在第三夹持体的内壁上。4.根据权利要求3所述的可拆卸的微波感应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江韩，郭鹏然，梁维新，潘佳钏，雷永乾，
申请(专利权)人：广东省测试分析研究所中国广州分析测试中心，
类型：发明
国别省市：广东;44