一种用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了一种用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置，装置设有用于雾化液体样品的雾化器，所述雾化器的喷雾输出口伸入到雾室内，所述雾室内设有试验管，所述试验管底端开口，顶端向上延伸至雾室外，所述试验管在雾室外的部分用于激光诱导击穿光谱实验。本实用新型专利技术将雾室和石英管引入到激光诱导击穿光谱检测技术中来，能够提高激光诱导击穿光谱对液体样品定量分析性能，解决现有LIBS技术中气溶胶法存在的问题，并且设备成本低。并且设备成本低。并且设备成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置


[0001]本技术涉及实验设备领域，尤其涉及一种提高激光诱导击穿光谱对液体样品定量分析性能的进样装置。

技术介绍

[0002]相对于传统的光谱分析技术，基于等离子体发射光谱的激光诱导击穿光谱技术(Laser
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i nduced breakdown spectroscopy，简称L I BS)，因具有原位检测、样品预处理简单、对样品破坏性小、可实现多元素同时在线分析等优点，是一种新兴的光谱分析技术。然而L I BS技术直接检测液体表面时，会诱发液体溅射和等离子体淬灭，致使激光能量利用率低，等离子体放射光谱强度弱、光谱稳定性差。
[0003]为攻克上述技术难题，实现对液相样品的无制样检测，国内外研究者提出采用进样系统将待测液体转换为液滴、液柱和气溶胶等技术手段.如Akshaya Kumar等人(App l i ed Opt i ca l,2003.42:6040
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6046)对比了气溶胶法和液柱两种进样形式对水中镁、锰和铬元素的分析性能，结果表明，气溶胶的待测样品浓度和光谱强度的校准曲线斜率比液柱的高10倍。目前气溶胶法通过同心雾化器产生的气溶胶颗粒大小不均，与激光相互作用时，大颗粒气溶胶充当透镜，聚焦激光辐射，引起局部场强度的增加导致引发随机击穿，降低实验的稳定性，Al exander A.Bo l
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shakov等人(Spectroch imi ca Acta PartB:Atomi cSpectroscopy,2021.179:106094)通过雾室过滤掉了较大的气溶胶颗粒，对水、汽油、煤油、柴油、生物燃料、润滑油、机油和原油中镁和铜的检测限低至0.01
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0.04ppm。由于气溶胶在雾室出后处扩散的随机性，致使激光与其的作用率不高、击穿点不稳定，且空气对等离子发射谱线的吸收。M i chae l Trandengren等人(App l i ed Spectroscopy,2001.55.11:1455
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1461)检测了空气中的气态氟，在加入惰性气体环境保护后，检测限从40mg/m3提升到5mg/m3，提高了8倍。因此，需要改进气溶胶进样系统，提高激光诱导击穿光谱对液体样品定量分析的性能。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是实现一种提高激光诱导击穿光谱对液体样品定量分析性能的进样装置。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置，装置设有用于雾化液体样品的雾化器，所述雾化器的喷雾输出口伸入到雾室内，所述雾室内设有试验管，所述试验管底端开口，顶端向上延伸至雾室外，所述试验管在雾室外的部分用于激光诱导击穿光谱实验。
[0006]所述试验管为圆柱体管状结构的石英管。
[0007]所述雾化器水平方向向雾室内喷射雾化液体样品，所述试验管的底部管口位置低于喷雾输出口。
[0008]所述雾化器为双层管结构，两层管结构的一端为喷雾输出口，所述双层管结构的
内管一端通过软管连接用于存放液体样品的注射器，所述注射器的推杆由注射泵驱动，所述双层管结构的外管通过软管连接高压气源。
[0009]所述气源为高压气瓶，所述高压气瓶内填充有高压聚四氟乙烯气体。
[0010]所述雾室为透明的玻璃容器。
[0011]所述雾室的底部设有废液出口，所述废液出口下方设有废液瓶。
[0012]本技术将雾室和石英管引入到激光诱导击穿光谱检测技术中来，能够提高激光诱导击穿光谱对液体样品定量分析性能，解决现有L I BS技术中气溶胶法存在的问题，并且设备成本低。
附图说明
[0013]下面对本技术说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0014]图1为用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置结构示意图；
[0015]图2为用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置使用流程图；
[0016]上述图中的标记均为：1、雾室；2、试验管；3、废液瓶；4、注射泵；5、注射器；6、雾化器；7、高压气瓶。
具体实施方式
[0017]下面对照附图，通过对实施例的描述，本技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0018]如图1所示用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置，是针对传统的气溶胶法而设计的，具体用于解决雾化器6进样存在的气溶胶颗粒大小不一、气溶胶颗粒过于分散，导致激光不能充分利用进一步作用的问题。进样装置不仅能够通过雾室1过滤掉大分子的气溶胶颗粒，而且能够借助石英管限制气溶胶传输及扩散范围，降低空气对实验系统的影响，提高激光与气溶胶的作用效率，最终提高L I BS技术检测液体的光谱强度和稳定性。
[0019]液体样品进样装置包括雾室1、试验管2、废液瓶3、注射泵4、注射器5、雾化器6和高压气瓶7。雾化器6用于雾化液体样品，可以采用任意能够将液体雾化输出的装置，例如采用同心雾化器6，即双层管结构，两层管结构的一端为喷雾输出口，双层管结构的内管为毛细管，其另一端通过软管连接注射器5，注射器5用于存放液体样品，注射器5的推杆由注射泵4驱动，注射泵4用于按设定的速度推动雾化器6，双层管结构的外管通过软管连接高压气源，气源可以采用高压气瓶7，高压气瓶7内可以填充有高压聚四氟乙烯气体。
[0020]待液体样品注入到至同心雾化器6处，气体与同心雾化器6相连，在雾化器6内管出口处，因试液流速较慢，而载气流速很快，两者之间的速度差产生摩擦导致液流被拉长变细随后被气流冲碎成雾滴。同心雾化器6则能够利用高压气体将液体样品转化为气溶胶，雾化器6的喷雾输出口伸入到雾室1内，雾室1为透明的玻璃容器，喷雾输出口与雾室1连接部位密封，雾室1用于过滤掉大颗粒气溶胶。
[0021]雾室1可以选择使用包括Scott雾室1、锥形雾室1和鼓形雾室1，其主要用于过滤大分子气溶胶颗粒，从而避免大颗粒气溶胶充当透镜，聚焦激光辐射，引起局部场强度的增加
导致引发随机击穿，提高激光诱导击穿光谱对液体样品定量分析的能力。
[0022]雾室1顶部插入有试验管2，试验管2用于约束从雾室1中出来的气溶胶，试验管2优选采用圆柱体管状结构的石英管，石英材质因为有着良好的透光率，约束了气溶胶的扩散，让激光更多的作用于气溶胶，提升了激光的利用率，增加了定量分析灵敏度，试验管2与雾室1连接部位也密封，试验管2底端开口，雾化器6水平方向向雾室1内喷射雾化液体样品，试验管2的底部管口位置低于喷雾输出口，避免雾气直接注入到试验管2内，而且通过悬浮作用上述到试验管2上方，试验管2在雾室1外的部分用于激光诱导击穿光谱实验，利用激光诱导击穿光谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光诱导击穿光谱实验的液体样品进样装置，其特征在于：装置设有用于雾化液体样品的雾化器，所述雾化器的喷雾输出口伸入到雾室内，所述雾室内设有试验管，所述试验管底端开口，顶端向上延伸至雾室外，所述试验管在雾室外的部分用于激光诱导击穿光谱实验。2.根据权利要求1所述的液体样品进样装置，其特征在于：所述试验管为圆柱体管状结构的石英管。3.根据权利要求2所述的液体样品进样装置，其特征在于：所述雾化器水平方向向雾室内喷射雾化液体样品，所述试验管的底部管口位置低于喷雾输出口。4.根据权利要求1、2或3所述的液体样品进样装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨新艳，王鑫，张壮壮，李东东，张徐，孟伟，崔执凤，姚关心，郑贤锋，秦正波，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：新型
国别省市：