一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉制造技术

本发明专利技术涉及一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，涉及气体萃取技术领域，包括样品导入组件、真空炉体组件、样品容置部件和加热组件；样品导入组件设置于真空炉体组件的上端，样品容置部件通过多根钽丝悬挂在真空炉体组件的内部；加热组件套设在真空炉体组件的外壁，且与样品容置部件位于同一高度；加热组件用于对样品容置部件内部的样品进行加热萃取；真空炉体组件至少包括第一石英玻璃管和第二石英玻璃管；第二石英玻璃管套设在所述第一石英玻璃管的外壁，使得第一石英玻璃管与第二石英玻璃管之间形成循环腔；循环腔用于流通冷却剂，为样品导入组件和样品容置部件提供低温环境。本发明专利技术实现了对微量样品中稀有气体的高效萃取。体的高效萃取。体的高效萃取。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉


[0001]本专利技术涉及气体萃取
，特别是涉及一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉。

技术介绍

[0002]岩石矿物样品中稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙)含量及同位素组成，对研究其成因与演化、与矿物成因相关的流体运移信息等方面具有重要的作用，而准确分析样品中稀有气体的同位素组成和含量是发挥其作用的基本前提。准确分析样品中的稀有气体的前提是对其中的稀有气体进行高效萃取，对萃取出来的稀有气体进行纯化，然后将稀有气体引入稀有气体质谱仪进行含量及同位素组成的分析。
[0003]对于一些珍贵样品，比如月壤，仅可提供非常少量的样品用于稀有气体的分析及应用，这需要在样品中稀有气体加热萃取的过程中，保持极低的热本底和较高的气体提取效率。目前针对样品中稀有气体的萃取方法主要有两种：双真空电阻加热炉和二氧化碳激光加热器。
[0004]但是，双真空电阻加热炉的结构相对复杂，热元件需要定期更换以保证能够正常使用，价格和使用成本相对较高；此外，为了保证钽管在高温时较低的大气渗透率，钽管管壁一般设计的比较厚，这会导致钽管管壁内部在高温时释放大量气体而产生高的热本底，这对于微量岩石样品中稀有气体的准确分析影响非常大。二氧化碳激光器加热萃取法的优势在于热本底极低，但是它却无法准确测定样品的受热温度，无法用于研究岩石样品中稀有气体随温度的释放曲线，而且，激光束斑内的能量呈高斯分布，并不均匀，这也带来了样品受热均匀性的问题，可能会导致样品熔融的不完全。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，以对样品进行加热，保证样品的受热均匀性和充分性，在极低热本底条件下，实现对微量样品中稀有气体的高效萃取。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，包括样品导入组件、真空炉体组件、样品容置部件和加热组件；
[0008]所述样品导入组件设置于所述真空炉体组件的上端，所述样品容置部件通过多根钽丝悬挂在所述真空炉体组件的内部；所述加热组件套设在所述真空炉体组件的外壁，且所述加热组件与所述样品容置部件位于同一高度；
[0009]所述真空炉体组件至少包括第一石英玻璃管和第二石英玻璃管；
[0010]所述第二石英玻璃管套设在所述第一石英玻璃管的外壁，使得所述第一石英玻璃管与所述第二石英玻璃管之间形成循环腔；所述循环腔用于流通冷却剂，为所述样品导入组件和所述样品容置部件提供低温环境。
[0011]可选地，所述样品导入组件包括样品推送部件、波纹管、螺纹杆和石英管；
[0012]所述石英管包括横管和竖管，所述横管与所述竖管为T型结构；所述横管与所述波纹管的上端面连接；所述竖管穿过所述波纹管的上端面，伸入至所述第一石英玻璃管的内部；
[0013]所述波纹管的侧面设置所述螺纹杆，所述螺纹杆用于带动所述波纹管伸缩，进而带动所述石英管上下移动；
[0014]所述样品推送部件设置在所述横管上，所述样品推送部件用于将存储于所述横管的样品，经过所述竖管输入至所述样品容置部件内。
[0015]可选地，所述样品推送部件包括强磁铁柱和可磁化铁柱；
[0016]所述强磁铁柱设置在所述横管的外壁上，所述可磁化铁柱设置在所述横管的内壁上，且所述可磁化铁柱与所述强磁铁柱对应设置；
[0017]工作时，所述强磁铁柱移动，从而带动所述可磁化铁柱将存储于所述横管的样品，经过所述竖管输入至所述样品容置部件内。
[0018]可选地，所述真空炉体组件还包括不锈钢法兰和金属
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石英过渡可伐；
[0019]所述不锈钢法兰的上端与所述样品导入组件连接，所述不锈钢法兰的下端与所述金属
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石英过渡可伐的上端连接；所述金属
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石英过渡可伐的下端与所述第一石英玻璃管连接；
[0020]所述样品容置部件通过多根钽丝悬挂在所述金属
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石英过渡可伐的内壁上。
[0021]可选地，所述金属
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石英过渡可伐的侧壁上开设有气体管道；
[0022]所述气体管道上设置有真空泵阀门和萃取气体出气口阀门。
[0023]可选地，所述样品容置部件为钽坩埚；所述钽坩埚为经过整体冲压工艺形成的。
[0024]可选地，所述加热组件包括铜管感应线圈、第一绝缘陶瓷和第二绝缘陶瓷；
[0025]所述铜管感应线圈套设在所述真空炉体组件的外壁，且所述铜管感应线圈与所述样品容置部件位于同一高度；
[0026]所述铜管感应线圈的内部流通有循环冷却水，所述铜管感应线圈的一端为第二冷却进水口，所述铜管感应线圈的另一端为第二冷却出水口；且，所述第二冷却进水口处设置所述第一绝缘陶瓷，所述第二冷却出水口处设置所述第二绝缘陶瓷。
[0027]可选地，所述高频感应加热炉还包括红外测温仪和智能温控表；
[0028]所述红外测温仪设置在所述第一石英玻璃管的下端，所述红外测温仪与所述智能温控表连接，所述红外测温仪用于通过激光对准所述样品容置部件的底部，进而对所述样品容置部件内部的样品进行温度检测；
[0029]所述智能温控表还与所述加热组件连接，所述智能温控表用于设置萃取温度和萃取时间。
[0030]可选地，所述钽丝的直径为0.15mm，所述钽坩埚的壁厚为0.3mm。
[0031]可选地，所述第二石英玻璃管的下端设置有第一冷却进水口，所述第二石英玻璃管的上端设置有第一冷却出水口。
[0032]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0033]本专利技术提供了一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，样品容置部件通过钽丝悬挂在真空炉体组件的内部，加热组件套设在真空炉体的外壁上，且加热组件
与样品容置部件处于同一高度，从而使得样品容置部件可以感应加热组件升温而使样品受热萃取其中的气体，保证样品受热均匀和充分。且，通过钽丝将样品容置部件悬挂的设置，能够保证样品在受热时具有极低的热本底条件下，减少了热本底对样品萃取出的气体成分的影响。此外，通过第一石英玻璃管与第二石英玻璃管形成循环腔，为样品容置部件和样品导入组件提供低温的外部环境，使得样品容置部件在高温下产生热辐射时，基于内外温度气压差，减小大气渗透率，进而保证微量样品中稀有气体的萃取精度。本专利技术高频感应加热炉设计紧凑、热本底低、极限温度高，针对贵重的微量样品，可实现对极小样品量样品中稀有气体的高效萃取。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术用于微量样品中稀有气体萃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，其特征在于，所述高频感应加热炉包括样品导入组件、真空炉体组件、样品容置部件和加热组件；所述样品导入组件设置于所述真空炉体组件的上端，所述样品容置部件通过多根钽丝悬挂在所述真空炉体组件的内部；所述加热组件套设在所述真空炉体组件的外壁，且所述加热组件与所述样品容置部件位于同一高度；所述加热组件用于对所述样品容置部件内部的样品进行加热萃取；所述真空炉体组件至少包括第一石英玻璃管和第二石英玻璃管；所述第二石英玻璃管套设在所述第一石英玻璃管的外壁，使得所述第一石英玻璃管与所述第二石英玻璃管之间形成循环腔；所述循环腔用于流通冷却剂，为所述样品导入组件和所述样品容置部件提供低温环境。2.根据权利要求1所述的用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，其特征在于，所述样品导入组件包括样品推送部件、波纹管、螺纹杆和石英管；所述石英管包括横管和竖管，所述横管与所述竖管为T型结构；所述横管与所述波纹管的上端面连接；所述竖管穿过所述波纹管的上端面，伸入至所述第一石英玻璃管的内部；所述波纹管的侧面设置所述螺纹杆，所述螺纹杆用于带动所述波纹管伸缩，进而带动所述石英管上下移动；所述样品推送部件设置在所述横管上，所述样品推送部件用于将存储于所述横管的样品，经过所述竖管输入至所述样品容置部件内。3.根据权利要求2所述的用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，其特征在于，所述样品推送部件包括强磁铁柱和可磁化铁柱；所述强磁铁柱设置在所述横管的外壁上，所述可磁化铁柱设置在所述横管的内壁上，且所述可磁化铁柱与所述强磁铁柱对应设置；工作时，所述强磁铁柱移动，从而带动所述可磁化铁柱将存储于所述横管的样品，经过所述竖管输入至所述样品容置部件内。4.根据权利要求1所述的用于微量样品中稀有气体萃取的高频感应加热炉，其特征在于，所述真空炉体组件还包括不锈钢法兰和金属
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石英过渡可伐；所述不锈钢法兰的上端与所述样品导入组件连接，所述不锈钢法兰的下端与所述金属
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【专利技术属性】
技术研发人员：李军杰，郭冬发，李婷，刘汉彬，张佳，金贵善，张建锋，韩娟，石晓，郭东侨，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：