无窗远紫外光源制造技术

本申请涉及分析测试技术领域，具体公开了一种无窗远紫外光源，包括无窗式紫外灯，所述无窗式紫外灯的末端连通有三通管，所述三通管的相对两端分别连通有样品引入接口和真空泵接口。本申请具有增加光源的可测化合物的范围的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
无窗远紫外光源


[0001]本申请涉及分析测试
，具体涉及一种无窗远紫外光源。

技术介绍

[0002]在分析测试领域，光离子化传感器是一个常常用来进行气体检测的手段，最常见的应用场景是手持式PID气体检测器，扩散式PID传感器，气相色谱PID检测器等。
[0003]光谱的产生：在紫外光谱中，波长单位用nm(纳米)表示。紫外光的波长范围是10～380nm，它分为两个区段。波长在10～200nm称为远紫外区，这种波长能够被空气中的氮、氧、二氧化碳和水所吸收，因此只能在真空中进行研究工作，故这个区域的吸收光谱称真空紫外，由于技术要求很高，目前在有机化学中用途不大。波长在200～380nm称为近紫外区，一般的紫外光谱是指这一区域的吸收光谱。波长在400～750nm范围的称为可见光谱。常用的分光光度计一般包括紫外及可见两部分，波长在200～800nm(或200～1000nm)。
[0004]分子内部的运动有转动、振动和电子运动，相应状态的能量(状态的本征值)是量子化的，因此分子具有转动能级、振动能级和电子能级。通常，分子处于低能量的基态，从外界吸收能量后，能引起分子能级的跃迁。电子能级的跃迁所需能量最大，大致在1～20eV(电子伏特)之间。根据量子理论，相邻能级间的能量差ΔE、电磁辐射的频率ν、波长λ符合下面的关系式ΔE＝hν＝h
×
c/λ式中h是普朗克常量，为6.624
×
10
‑
34
J
·
S＝4.136
×/>10
‑
15
eV
·
S；c是光速，为2.998
×
10
10
cm/s。应用该公式可以计算出电子跃迁时吸收光的波长。
[0005]许多有机分子中的价电子跃迁，须吸收波长在200～1000nm范围内的光，恰好落在紫外
‑
可见光区域。因此，紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，也可以称它为电子光谱。
[0006]一些气体和有机物的电离势：
由上可知，若要是更多的高电离势分子电离，就需要获得更高能量的远紫外光。
[0007]现在使用的最高能量的光源，采用玻壳封装近真空低压惰性气体氪，用有极或无极方法激发氪气，使其等离子化，产生紫外光。光输出采用最强紫外透光材料氟化钙或氟化镁作为透光窗，可将能量达到10.6eV的光子照射到样品上使其电离。但是受制于窗口材料，更高能量的远紫外光子被窗口材料吸收遮挡，无法产生大于10.6eV的照射光源，大大限制了电离势大于10.6eV的分子的检测，比如在煤矿井下用于煤矿安全检测的色谱仪，要检测的成分是：氧、氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯，从上表可以看出，全都不能检测，可测化合物的范围被大大限制。

技术实现思路

[0008]为了增加光源的可测化合物的范围，本申请提供一种无窗远紫外光源。
[0009]本申请提供的一种无窗远紫外光源，采用如下的技术方案：无窗远紫外光源，包括无窗式紫外灯，所述无窗式紫外灯的末端连通有三通管，所述三通管的相对两端分别连通有样品引入接口和真空泵接口。
[0010]通过采用上述技术方案，因为没有光窗材料的阻隔，无窗式紫外灯内发光介质发出的高能光子，可以不受阻挡的照射在样品上，使几乎所有被测化合物电离，增加光源的可测化合物的范围，从而得到各种极高灵敏度的检测。同时无窗式紫外灯与样品引入接口相互分离，使多余的发光介质和样品气体被及时抽走，减少了进样气体与发光介质混合，使发光介质纯净，能够稳定放电。
[0011]优选的，所述无窗式紫外灯包括与三通管中部开口相互连通的激发装置，所述激发装置上设置有等离子气接口，所述激发装置内设有等离子化中心，所述等离子化中心的
外周设置有感应线圈或容性电极。
[0012]优选的，所述感应线圈施加高频交变电流，所述高频交变电流的工作频率为300KHz～150MHz。
[0013]优选的，所述容性电极施加高频交变电压，所述高频交变电流的工作频率为300KHz～150MHz。
[0014]通过激发装置上容性电极或感性线圈，在发光介质上施加射频电磁场，使发光介质放电发光，进而发射出高能光子。根据所用仪器和被测化合物的不同，采用不同的工作频率，使电离更加充分，效率更高。
[0015]优选的，所述等离子化中心通入发光介质，所述发光介质的通入量为0.5～3ml/min。
[0016]通过采用上述技术方案，发光介质通入量较少，无法实现电离，而发光介质通入量较多，浪费发光介质，采用上述通入量的发光介质，能够使几乎所有被测化合物电离的基础上，降低使用成本。
[0017]优选的，所述发光介质为惰性气体或氮气、氧气、氢气的混合气体。
[0018]在一个实施例中，所述发光介质为氦气。
[0019]优选的，所述等离子化中心为真空设置，且所述等离子化中心的绝对真空度为1
×
10
‑1～1
×
102Pa。
[0020]优选的，所述样品引入接口的气体样品通入量为25～40ml/min。
[0021]优选的，所述真空泵接口的抽气量为25～40ml/min。
[0022]通过采用上述技术方案，通过控制发光介质导入，气体样品引入和真空抽气的速度平衡，让发光介质的压强保持在1
×
10
‑1～1
×
102Pa，使得进入的样品分子不向等离子中心扩散，从而提高电离效率。
[0023]优选的，所述无窗远紫外光源可作为分析检测设备上各种光致电离源、发射光谱光源以及作为各种光照化学反应装置的光源。
[0024]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请的无窗远紫外光源，因为没有光窗材料的阻隔，无窗式紫外灯内发光介质发出的高能光子，可以不受阻挡的照射在样品上，使几乎所有被测化合物电离，从而得到各种极高灵敏度的检测。
[0025]2、同时无窗式紫外灯与样品引入接口相互分离，使多余的发光介质和样品气体被及时抽走，减少了进样气体与发光介质混合，使发光介质纯净，能够稳定放电。
[0026]3、通过激发装置上容性电极或感性线圈，在发光介质上施加射频电磁场，使发光介质放电发光，进而发射出高能光子；根据所用仪器和被测化合物的不同，采用不同的工作频率，使电离更加充分，效率更高。
[0027]4、通过控制发光介质导入，气体样品引入和真空抽气的速度平衡，让发光介质的压强保持在1
×
10
‑1～1
×
102Pa，使得进入的样品分子不向等离子中心扩散，从而提高电离效率。
附图说明
[0028]图1是本申请提供的无窗远紫外光源的结构示意图。
[0029]图2是本申请实施例1中样品气体为1000ppm的乙烯、2000ppm的乙烷、1000ppm的乙炔气体的检测谱图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无窗远紫外光源，其特征在于，包括无窗式紫外灯，所述无窗式紫外灯的末端连通有三通管，所述三通管的相对两端分别连通有样品引入接口和真空泵接口。2.根据权利要求1所述的无窗远紫外光源，其特征在于：所述无窗式紫外灯包括与三通管中部开口相互连通的激发装置，所述激发装置上设置有等离子气接口，所述激发装置内设有等离子化中心，所述等离子化中心的外周设置有感应线圈或容性电极。3.根据权利要求2所述的无窗远紫外光源，其特征在于：所述感应线圈施加高频交变电流，所述高频交变电流的工作频率为300KHz～150MHz。4.根据权利要求2所述的无窗远紫外光源，其特征在于：所述容性电极施加高频交变电压，所述高频交变电流的工作频率为300KHz～150MHz。5.根据权利要求2所述的无窗远紫外光源，其特征在于：所述等离子化中心通入发光介质，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松坡，林邦全，冷衡，顾好粮，李晓鸥，
申请(专利权)人：北京东西分析仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：