一种火焰原子化器以及痕量钠在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种火焰原子化器以及痕量钠在线监测系统，属于在线分析仪器技术领域，火焰原子化器包括依次连通设置的雾化器室、第一腔室、第二腔室与第三腔室；雾化器室设置有进样毛细管、无油压缩空气入口以及雾化器室出口，雾化器室出口连通雾化器室与第一腔室；第一腔室设置有燃气入口与撞击球，撞击球正对雾化器室出口设置；第二腔室设置有高温气体入口，且第二腔室填充满相变蓄热球；第三腔室的上方设置有燃烧器，燃烧器设置有净化空气入口，且燃烧器的环形中心多孔燃烧头连通第三腔室。本技术方案，可有效解决现有火焰原子化器存在的雾化率较低、火焰温度较低、火焰燃烧不稳定等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种火焰原子化器以及痕量钠在线监测系统
本专利技术涉及在线分析仪器
，特别涉及一种火焰原子化器与痕量钠在线监测系统。
技术介绍
火焰原子化器是光谱仪的重要组成部分，是利用火焰使试液中的离子变为原子蒸汽的装置，它对光谱(原子吸收，原子荧光光谱和火焰原子发射光谱)法测定的灵敏度和重复性有重大的影响。传统的火焰原子化器(Flameatomiser)由雾化器、预混合室和燃烧器三部分组成。在火焰原子化过程中，是通过混合助燃气(空气或氧气)和燃气(气体燃料)，将液体试样雾化并带入火焰中进行原子化，将试液引人火焰并使其原子化经历了一系列复杂的物理与化学过程，这个过程包括雾粒的脱溶剂、蒸发、解离等阶段，在解离过程中，大部分离子解离为气态原子。目前，二阶微分火焰发射光谱仪沿用了传统的火焰原子化器，燃烧器采用常温(环境温度)空气助燃，火焰温度较低而且不稳定，致使火焰燃烧不稳定，原子化效率偏低。同时，传统原子化器的进样通常采取气动同心雾化器，这种雾化器利用具有一定压力的压缩空气作为助燃器进入雾化器，水样从进样毛细管周围高速喷出，被通入的助燃气飞散成雾滴(气溶胶)。被雾化的水样越多，雾滴越细越易干燥、融化、汽化，生成自由原子也就越多，光谱仪的灵敏度也就越高。但是，这种传统雾化器的雾化效率最高只能达到10％左右，由于只有不到10％的试液被雾化，造成二阶微分火焰发射光谱仪的灵敏度偏低。为了提高二阶微分火焰发射光谱仪的灵敏度，专利技术专利：2011.1.0279428.0采用富氧-乙炔火焰，技术：ZL201620667866.2采用氢-氧火焰来提高火焰温度。但是，上述措施在使用中由于富氧-乙炔火焰和氢-氧火焰的燃烧速度过高，容易引起回火燃爆事故，威胁用户和仪器的使用安全。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种火焰原子化器以及痕量钠在线监测系统，其旨在解决现有火焰原子化器存在的雾化效率较低、火焰温度较低、火焰燃烧不稳定等技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种火焰原子化器，所述火焰原子化器包括依次连通设置的雾化器室、第一腔室、第二腔室与第三腔室；所述雾化器室设置有进样毛细管、无油压缩空气入口以及雾化器室出口，所述雾化器室出口连通所述雾化器室与所述第一腔室；所述第一腔室设置有燃气入口与撞击球，所述撞击球正对所述雾化器室出口设置；所述第二腔室设置有高温空气入口，且所述第二腔室填充满相变蓄热球；所述第三腔室的上方设置有燃烧器，所述燃烧器设置有净化空气入口，且所述燃烧器的环形中心多孔燃烧头连通所述第三腔室。可选地,所述第一腔室与所述第二腔室之间、所述第二腔室与所述第三腔室之间均设有分隔法兰，且所述分隔法兰设有通孔，以分别连通所述第一腔室与所述第二腔室、所述第二腔室与所述第三腔室。可选地,所述火焰原子化器还包括电解高纯水氢气发生器，所述电解高纯水氢气发生器的出口连通所述燃气入口。可选地,所述火焰原子化器还包括无油空压机、精密空气加热器、膜式干燥器以及空气过滤净化器，所述无油空压机的出口设置一压力调节阀，所述压力调节阀的出口连接到所述膜式干燥器的入口，所述膜式干燥器的出口经第一隔离阀连通所述无油压缩空气入口，所述膜式干燥器的出口经第二隔离阀连接到所述精密空气加热器的入口，所述精密空气加热器的出口连通所述高温气体入口，所述膜式干燥器的出口经所述空气过滤净化器连通所述净化空气入口。可选地,所述第一腔室还设置有废液排出口，所述第三腔室的一侧还设置有防爆膜。可选地,所述第二腔室的侧壁内设置有真空环形腔体，以实现对所述第二腔室的保温处理。可选地,所述相变蓄热球包括一带有腔体的不锈钢球壳，所述不锈钢球壳上设置有加料密封口，以在所述不锈钢球壳的腔体中填充入相变蓄热材料。可选地,所述相变蓄热材料的相变温度为400℃。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供了一种痕量钠在线监测系统，所述痕量钠在线监测系统包括进样-标定组件、二阶微分火焰发射光谱仪以及上述的火焰原子化器，其中，所述进样-标定组件，用于在所述二阶微分火焰发射光谱仪的控制下，将标定用高纯水、标准水样和待测量水样经所述进样毛细管依次连续稳定地输送到所述火焰原子化器的所述雾化器室；所述火焰原子化器，用于在所述二阶微分火焰发射光谱仪的控制下，依次对所述进样-标定组件输送过来的所述标定用高纯水、所述标准水样以及所述待测量水样进行雾化及火焰原子化处理，形成辐射589.0nm钠光谱的火焰；所述二阶微分火焰发射光谱仪，用于实时控制所述进样-标定组件和所述火焰原子化器的运行，并实时对所述火焰原子化器形成的火焰进行数据分析处理，得出相应的测试结果。可选地,所述进样-标定组件包括标定用高位高纯水杯、标定用高位标准水样杯、标定切换电磁阀、待测量水样进水管、水样入口调节电磁阀、进样三通阀、水样进水管以及恒液位溢流水样杯，所述待测量水样进水管经所述水样入口调节电磁阀连接到所述进样三通阀的第一入口，所述标定用高位高纯水杯的出口与所述标定用高位标准水样杯的出口分别经所述标定切换电磁阀连接到所述进样三通阀的第二入口，所述水样进水管的一端连接到所述进样三通阀的出口，所述水样进水管的另一端插入所述恒液位溢流水样杯内，所述进样毛细管的外端插入所述恒液位溢流水样杯内，且所述水样进水管的出口低于所述进样毛细管的入口。可选地,所述进样-标定组件还包括固定槽与溢流集水杯，所述恒液位溢流水样杯通过所述固定槽安装在所述溢流集水杯中。可选地,所述二阶微分火焰发射光谱仪包括：光电传感器组件，用于对钠的特征谱线进行快速扫描并自动扣去除火焰的背景干扰后产生二阶微分调制钠光谱，以被光电倍增管接收及激发产生的二阶微分调频电流，所述二阶微分调频电流经锁相放大器解调并放大后输出到数据采集组件；数据采集组件，用于采集二阶微分调频电流的模拟信号，并转换为数字信号输出到嵌入式工控机组件以进行实时监测和控制；嵌入式工控机组件，用于实时控制所述进样-标定组件、所述火焰原子化器、所述光电传感器组件和所述数据采集组件的运行，并实时对所述数据采集组件采集的数据进行统计分析和处理，得出测试结果。本专利技术提供的火焰原子化器以及痕量钠在线监测系统，其火焰原子化器包括依次连通设置的雾化器室、第一腔室、第二腔室与第三腔室。雾化器室设置有进样毛细管、无油压缩空气入口以及雾化器室出口，使用时，进样毛细管的外端可插入到恒液位溢流水样杯中，此时，通过无油压缩空气入口接入的无油压缩空气在雾化器室内形成“负压力场”可将恒液位溢流水样杯中的待测量水样(或标定用高位高纯水、或标定用高位标准水样)经由进样毛细管吸入雾化器室内，以在雾化器室内完成水样的雾化和初步混合过程后经雾化器室出口喷出。第一腔室设置有燃气入口与撞击球，撞击球正对雾化器室出口设置，通过撞击球可把雾化器室出口喷出的雾滴撞碎，使气溶胶的雾粒更为细微、更均匀。与此同时，其通过燃气入口接入的燃料气可在第一腔室内与雾化器室出口喷出的气溶胶混合后进入第二腔室。第二腔室设置有高温气体入口，且第二腔室填充满相变蓄热球，高温气体经高温气体入口进入并加热相变蓄热球，这样一来，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火焰原子化器，其特征在于，所述火焰原子化器包括依次连通设置的雾化器室、第一腔室、第二腔室与第三腔室；所述雾化器室设置有进样毛细管、无油压缩空气入口以及雾化器室出口，所述雾化器室出口连通所述雾化器室与所述第一腔室；所述第一腔室设置有燃气入口与撞击球，所述撞击球正对所述雾化器室出口设置；所述第二腔室设置有高温气体入口，且所述第二腔室填充满相变蓄热球；所述第三腔室的上方设置有燃烧器，所述燃烧器设置有净化空气入口，且所述燃烧器的环形中心多孔燃烧头连通所述第三腔室。/n

【技术特征摘要】
1.一种火焰原子化器，其特征在于，所述火焰原子化器包括依次连通设置的雾化器室、第一腔室、第二腔室与第三腔室；所述雾化器室设置有进样毛细管、无油压缩空气入口以及雾化器室出口，所述雾化器室出口连通所述雾化器室与所述第一腔室；所述第一腔室设置有燃气入口与撞击球，所述撞击球正对所述雾化器室出口设置；所述第二腔室设置有高温气体入口，且所述第二腔室填充满相变蓄热球；所述第三腔室的上方设置有燃烧器，所述燃烧器设置有净化空气入口，且所述燃烧器的环形中心多孔燃烧头连通所述第三腔室。


2.根据权利要求1所述的火焰原子化器，其特征在于,所述第一腔室与所述第二腔室之间、所述第二腔室与所述第三腔室之间均设有分隔法兰，且所述分隔法兰设有通孔，以分别连通所述第一腔室与所述第二腔室、所述第二腔室与所述第三腔室。


3.根据权利要求1所述的火焰原子化器，其特征在于,所述火焰原子化器还包括电解高纯水氢气发生器，所述电解高纯水氢气发生器的出口连通所述燃气入口。


4.根据权利要求1所述的火焰原子化器，其特征在于,所述火焰原子化器还包括无油空压机、精密空气加热器、膜式干燥器以及空气过滤净化器，所述无油空压机的出口设置一压力调节阀，所述压力调节阀的出口连接到所述膜式干燥器的入口，所述膜式干燥器的出口经第一隔离阀连通所述无油压缩空气入口，所述膜式干燥器的出口经第二隔离阀连接到所述精密空气加热器的入口，所述精密空气加热器的出口连通所述高温气体入口，所述膜式干燥器的出口经所述空气过滤净化器连通所述净化空气入口。


5.根据权利要求1所述的火焰原子化器，其特征在于,所述第一腔室还设置有废液排出口，所述第三腔室的一侧还设置有防爆膜。


6.根据权利要求1所述的火焰原子化器，其特征在于,所述第二腔室的侧壁内设置有真空环形腔体，以实现对所述第二腔室的保温处理。


7.根据权利要求1-6任一项所述的火焰原子化器，其特征在于,所述相变蓄热球包括一带有腔体的不锈钢球壳，所述不锈钢球壳上设置有加料密封口，以在所述不锈钢球壳的腔体中填充入相变蓄热材料。


8.根据权利要求7所述的火焰原子化器，其特征在于,所述相变蓄热材料的相变温度为400℃。


9.一种痕量钠在线监测系统，其特征在于，所述痕量钠在线监测系统包括进样-标定组件、二阶微分火...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬业，李韬弘，李韬霖，
申请(专利权)人：深圳市沁泓科技有限公司，深圳市爱诺实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44