一种氢化物发生‑大气压辉光放电原子光谱装置，该装置包括：T型三通阀；设置在所述T型三通阀上的大气压辉光放电发生区；向所述大气压辉光放电发生区输入载气以及待分析样品并与所述T型三通阀连通的氢化物发生区；设置在所述T型三通阀上，用于对所述大气压辉光放电发生区进行冷却的冷却系统；接收所述大气压辉光放电发生区产生的原子发射光谱信号的检测系统；为所述大气压辉光放电发生区放电提供电能的电源系统。本发明专利技术进一步简化了大气压辉光放电激发源装置的结构，并提高了装置的集成度。
A hydride generation atmospheric pressure glow discharge atomic spectrometer
【技术实现步骤摘要】
一种氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置
本专利技术属于原子光谱分析领域，涉及原子发射光谱激发源
，更具体地，涉及一种可应用于原子发射光谱领域的氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置。
技术介绍
随着国民经济建设和社会生活的快速发展，环境中重金属的污染和食品中重金属的残留等问题日益突出，对当今分析测试技术提出了新的挑战。现如今，对于微、痕量金属元素分析，最普遍的检测方法主要是原子光谱/质谱法。基于其具有灵敏度高、线性范围广等特点，成为了环境、化学工程和生物学等众多领域中不可替代的基本分析仪器。然而，这些仪器体积庞大，功率高，需要惰性气体，甚至是危险性气体，而且价格昂贵，这限制了仪器的小型化和便携式发展，难以用于现场分析和监测。大气压辉光放电微等离子体是一种尺度被限制在毫米级甚至更低的等离子体，兼具大气压下操作、体积小、功耗低以及光谱测定的稳定性等特点，易于实现小型化和现场分析。因此基于大气压辉光放电微等离子体开展原子发射光谱激发源的研究工作对与原子光谱仪器的便携式发展有重要的意义。目前大气压辉光放电装置应用于原子发射光谱的激发源对于部分重金属元素（如砷、铅、锗等）的检测灵敏度较低，同时检出限较高，不能满足微痕量分析的要求。一些元素分离与预富集的方法如氢化物发生等，通过对样品中的目标元素进行预富集后再利用原子发射光谱激发源进行激发，有效降低了基体干扰、提高了元素分析的选择性以及检测灵敏度等。同时，基于不同元素在大气压辉光放电中激发所集中的位置不同，因此应用于原子发射光谱时需要针对不同元素选择性地采集大气压辉光放电发生区中特定位置的光辐射信号，这一定程度上增加了元素分析的复杂程度，同时影响信号的检测稳定性以及灵敏度。综上，根据大气压辉光放电对于元素的激发特性，对大气压辉光放电进行改进性设计，进一步简化大气压辉光放电激发源装置的结构，在低功耗下提高对于不同元素的激发强度，同时通过对大气压辉光放电光辐射信号的采集方式，提高信号采集的灵敏度，实现利用便携式低功耗微等离子体装置能够对元素进行高灵敏、高选择性分析是目前本领域亟待解决的关键问题。
技术实现思路
有鉴于此，根据原子发射光谱分析的特点，本专利技术要解决的技术问题在于，对大气压辉光放电微等离子装置进行优化设计，精简整个装置的结构，提高整体结构设计的集成度，通过提高大气压辉光放电微等离子体装置的放电能量密度并改善原子发射光谱信号的采集方式，进而提高了其应用于原子发射光谱时信号检测的灵敏度。为达到上述目标，本专利技术提供提供如下技术方案：一种氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置，该装置包括：T型三通阀；设置在所述T型三通阀上的大气压辉光放电发生区；向所述大气压辉光放电发生区输入载气以及待分析样品并与所述T型三通阀连通的氢化物发生区；设置在所述T型三通阀上，用于对所述大气压辉光放电发生区进行冷却的冷却系统；接收所述大气压辉光放电发生区产生的原子发射光谱信号的检测系统；为所述大气压辉光放电发生区放电提供电能的电源系统。优选地，该T型三通阀为不锈钢T型三通阀。本专利技术进一步简化了大气压辉光放电激发源装置的结构，并提高了装置的集成度。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述大气压辉光放电发生区包括第一耐高温石英管、以及与所述第一耐高温石英管不同尺寸的第二耐高温石英管，以及空心电极和空心对电极。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述大气压辉光放电发生区域中，将空心电极内嵌于尺寸相匹配的第一耐高温石英管中，空心电极外壁同耐高温石英管内壁贴合。更优选的，所述第一耐高温石英管内径1.4~1.8mm、外径2.8~3.2mm。本专利技术中，空心电极内嵌于适配尺寸的第一耐高温石英管中，限制辉光放电的有效体积，提高了放电能量密度。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述大气压辉光放电发生区采用第二耐高温石英管将内嵌有所述空心电极的所述第一耐高温石英管与空心对电极固定成为一体，并保持所述空心电极和所述空心对电极同轴。更优选的，所述第二耐高温石英管内径2.8~3.2mm、外径3.8~4.2mm。借助于此，本专利技术中大气压辉光放电发生区的设计保证了大气压辉光放电区具有较高的集成度，并且通过保证空心电极和空心对电极同轴，允许沿大气压辉光放电发生区轴向进行光谱信号的采集。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述氢化物发生区采用惰性气体（He或Ar）作为大气压辉光放电的放电介质以及样品传输载气。借助于此，一方面用于传输氢化物发生区的产物至大气压辉光放电发生区；另一方面为触发并维持大气压辉光放电微等离子体提供一定的介质基础。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述T型三通阀采用适配尺寸的PTFE（英文polytetrafluoroethylene的简称，聚四氟乙烯）管将大气压辉光放电发生区固定于T型三通阀上。借助于此，一定程度上提高了整体装置的集成度。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述冷却系统通过向安装在T型三通阀一端的外侧耐高温石英管与内嵌有空心电极的耐高温石英管之间引入冷却气进行冷却。借助于此，本专利技术中，冷却系统保证在高强度放电下，空心电极和空心对电极不会过度的损耗。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述氢化物发生区包括蠕动泵、样品传输硅胶管、T型反应块、气液分离器、气体流量计、干燥剂。借助于此，本专利技术中氢化物发生区能够提取并分离出有效分析成分。气体流量计保证载气携带样品经干燥剂能够稳定的进入到大气压辉光放电发生区，提高了大气压辉光放电微等离子体的稳定性。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述载气通过气体流量计以合适的载气流速携带气液分离器中产生的气体样品经干燥剂进入到大气压辉光放电发生区。借助于此，本专利技术中的干燥剂吸收去除氢化物反应产生的有效分析成分中的液体成分，提高了大气压辉光放电微等离子体的稳定性。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述大气压辉光放电发生区中通过串接阻值为大致2.5～12kΩ的稳流电阻，将空心电极与空心对电极直接接触来触发产生大气压辉光放电微等离子体。借助于此，本专利技术中稳流电阻一方面避免空心电极和空心对电极接触触发产生大气压辉光放电微等离子体的过程中转变为电弧，同时提高了大气压辉光放电微等离子体的稳定性。优选的，上述氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置中，所述检测系统通过将微型光谱仪的光纤探头沿大气压辉光放电发生区轴向放置，并在大气压辉光放电发生区与光纤探头之间放置紫外熔融石英平面窗口。本专利技术中，沿大气压辉光放电发生区轴向进行光谱信号采集，一方面提高了光信号采集的灵敏度，同时在一定程度上避免了光信号波动对于信号采集稳定性的影响。实现利用便携式低功耗激发源装置对元素进行高灵敏、高选择性分析。附图说明<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置，其特征在于，/n该装置包括：/nT型三通阀；/n设置在所述T型三通阀上的大气压辉光放电发生区；/n向所述大气压辉光放电发生区输入载气以及待分析样品并与所述T型三通阀连通的氢化物发生区；/n设置在所述T型三通阀上，用于对所述大气压辉光放电发生区进行冷却的冷却系统；/n接收所述大气压辉光放电发生区产生的原子发射光谱信号的检测系统；/n为所述大气压辉光放电发生区放电提供电能的电源系统。/n
【技术特征摘要】
1.一种氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置，其特征在于，
该装置包括：
T型三通阀；
设置在所述T型三通阀上的大气压辉光放电发生区；
向所述大气压辉光放电发生区输入载气以及待分析样品并与所述T型三通阀连通的氢化物发生区；
设置在所述T型三通阀上，用于对所述大气压辉光放电发生区进行冷却的冷却系统；
接收所述大气压辉光放电发生区产生的原子发射光谱信号的检测系统；
为所述大气压辉光放电发生区放电提供电能的电源系统。
2.根据权利要求1所述的氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置，其特征在于，
所述大气压辉光放电发生区包括第一耐高温石英管、以及与所述第一耐高温石英管不同尺寸的第二耐高温石英管，以及空心电极和空心对电极。
3.根据权利要求2所述的氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置，其特征在于，
所述大气压辉光放电发生区域中，将所述空心电极内嵌于尺寸相匹配的第一耐高温石英管中，所述空心电极的外壁同所述第一耐高温石英管的内壁贴合。
4.根据权利要求2所述的氢化物发生-大气压辉光放电原子光谱装置，其特征在于，
所述大气压辉光放电发生区采用第二耐高温石英管将内嵌有所述空心电极的所述第一耐高温石英管与空心对电极固定成为一体，并保持所述空心电极和所述空心对电极同轴。
5.根据权利要求1所述的氢化...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪正，彭晓旭，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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