微波等离子体离子化检测器制造技术

本发明专利技术属于微波等离子体离子化检测器．其特点是采用表面波器件（Ｓｕｒｆａｔｒｏｎ），配置以各种结构和不同形状的放电管，获得常压或减压氦（或氩）等离子体，构成检测机理和灵敏度不同的系列离子化检测器．该检测器系列结构简单、造价低廉、操作方便，特别适合配置到普通气相色谱仪上，成为灵敏度高的＂通用型＂检测器之一．敏感度优于１０－［１１］克／秒（苯）．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波等离子体离子化检测器。检测器又称鉴定器，是一种敏感器件。在分析测试技术中，检测器能把进入其中的被测物质成分、组份浓度(或绝对量)的变化转变成易于测量的电讯号(如电压、电流等)，进而送到记录系统记录下来。在分析测试技术中，特别是在近代分析仪器中(如气相色谱仪、高压液相色谱仪等)，检测器则是一种关键部件。因此，对检测器的研究一直成为国内外学者所最感兴趣的研究课题之一。随着科学技术的迅速发展，各种新型的，性能更好、适用范围更广的检测器不断出现。一种新型检测器的出现，往往使某些分析测试技术得到较大的发展，使其应用更加广泛。1975年Moisan等人报导了一种表面波器件(Surfatron)，这种器件可以在常压下获得氩或氦等离子体。之后不断有人对这种表面波器件作了不少研究工作，并且较多用它作为一种新的微波等离子体光源。本专利技术就是以这种表面波器件为基础，经多次试验研究，终于研制成功一种新型微波等离子体离子化检测器，并且配上各种结构形状的放电管，可以获得检测机理和检测效果都不同的检测器系列。本专利技术的检测器系列在结构设计和分析特性等方面具有如下特点1.采用的表面波器件产生的等离子体炬，其长度较长且可调，与一般谐振腔相比，对被测组分的离子化(包括直接碰撞离子化和光致离子化)效率较高，等离子体的能量将利用得更加充分。2.由于能获得常压氦、氩、氢、氮、氖、氪、氙气体等离子体，故可产生出具有很高能量的紫外光(如氩ArI105.66nm，11.7eV;氦HeⅡ30.38nm，40.8eV)，就理论上说，它几乎可以使所有的元素和大部分有机化合物离子化，因此，它对被载气或载液带到检测器中的任何组分都可以加以检测。3.采用了不同结构、不同形状的放电管，分别与表面波器件构成了各种各样的检测装置，其检测机理也各有所不同。被测样品或者处在等离子体辐射的紫外光照射下被离子化，或者进入等离子体炬，通过碰撞、高温离子化，或者使样品既被光照、又被送进等离子体炬两者兼有的情况下离子化。因此，就结构上看，有的属于无窗光离子化型，有的属于减压有窗光离子化型，有的属于直接离子化型或者属于光离子化和直接离子化两者兼备型，构成了整套检测器系列。4.表面波器件与相应的放电管相配合组装，可得到浓度型检测器。因此，本专利技术可与其他检测器进行串联使用，扩展了应用范围。5.离子流的接收方式类似于氢火焰检测器，但离子化机理却完全不同，本专利技术不需要氢火焰检测器那样多种类的气体，特别是不需要易燃易爆的氢气，同时也省去了相应的附属设备(如多个钢瓶或空压机等)，而仅需一种惰性气体(氩或氦气)，所以设备简单，安全可靠。6.检测灵敏度较高，就是较粗糙的加工，敏感度也优于10-11克/秒(苯)。尤其是对某些在氢火焰检测器上响应很小或根本没有响应的组分也有较高的响应值，如二硫化碳的敏感度优于10-11克/秒。7.检测所需微波功率较低，一般在8W～50W之间就可得到最佳检测，最高也不超过100W。8.与热导池检测器相似，本专利技术是“通用型”检测器之一，但灵敏度却远比热导池检测器高，而且不会有热导检测器热敏元件被腐蚀的危险，所以，对腐蚀性的样品检测极为适用。9.检测器的结构简单，制造成本低，稍有加工能力的工厂和单位均可加工生产。配置一台市售微波发生器及相应的微电流放大器和极化电压部件，就可以成为一个独立的高灵敏度检测器。若与目前市售的普通气相色谱仪相连，完全可以利用氢火焰检测器的微电流放大和极化极电源部分，就可正常运行(见图一和图二)。本专利技术的检测器基本上由四大部分组成(见实施图例图三和图四)。图中①为表面波器件腔体(封闭式和一端开放式均可)，内有微波能耦合天线②，调谐螺丝③，均可用黄铜或不锈钢加工而成。图中④为离子收集室。室体可用黄铜或不锈钢加工而成，它的一侧面可以开设一观测窗口⑤，由此可以在检测同时作发射光谱的测量。离子收集室里装设离子收集极⑥，它的形状可以多样化，如板形、筒形、丝网形或喇叭形等。与离子收集极相对的是极化极⑦，两极的安装方向可以上下或左右相对，两极的距离则可以根据情况调节。两极的材料可选用不锈钢或铂金丝、或其他金属材料加工而成。图中⑧为罩盖。它的主要作用是用来封闭离子接收室，有减小反射功率和稳定离子流的作用，顶端设有一排气孔⑨，可与外管相连，利于有毒气体的导出，达到不污染环境的目的。图中⑩为各种结构形状的放电管的一种。它的构造和形状可以是多种多样的，每一种放电管与表面波器件配合使用，都可以构成一种类型的检测器，但是，检测机理各有差异，检测灵敏度也不同，其高低又与被测物的不同而有所不同，不同结构形状的放电管构成了本专利技术的一系列检测器。放电管可用石英管或氧化铝管加工而成。附图说明图一检测器运行框图图二色谱检测器运行框图图三离子收集室及罩盖结构示意图图四表面波器件结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是一种微波等离子体离子化检测器。其特征是采用封闭式或一端开放式的表面波器件①，配以各种结构和形状不同的放电管⑩获得微波等离子体的检测器。

【技术特征摘要】
1.本发明是一种微波等离子体离子化检测器。其特征是采用封闭式或一端开放式的表面波器件①，配以各种结构和形状不同的放电管⑩获得微波等离子体的检测器。2.按照权利1要求的检测器，其特征在于各种放电管的构造和形状不同，可以获得常压或减压微波等离子体，构成有窗或无窗光离子化或直接离子化，或二者兼有的系列离子化检测器。3.按照权利1和2要求的检测器，其特征在于可以获得氩、氦、氮、氢、氖及其他惰性气体的等离子体，可用它们作等离子体工作气和载气。4.按照权利1，2和3要求的检测器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钦汉，杨广德，于爱民，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]