本发明专利技术提供一种新型微波等离子体发生与电离装置，由石英中心管、石英中心管上辅助气接口、石英内管、石英外管上冷却气接口、石英外管、微波中心管、微波外管、微波接头和微波等离子体组成。石英中心与石英内管固定，石英中心管上辅助气接口位于石英内管下端，石英外管上冷却气接口位于石英外管下端，石英内管与石英外管固定，石英外管与微波中心管固定，微波中心管与微波外管固定，微波接头位于微波外管上端，微波等离子体位于石英内管和石英外管之间。本装置既能工作在大气压下，也能工作在真空环境，拓展了应用领域，更容易激发He微波等离子体，实现微波等离子体稳定工作，提高样品检测通量和电离能力。本发明专利技术设计合理，结构紧凑，调节方便。调节方便。调节方便。
【技术实现步骤摘要】
一种新型微波等离子体发生与电离装置
[0001]本专利技术属于化学测量
，涉及一种新型微波等离子体发生与电离装置，是一种涉及使用中心管、石英内管和石英外管组成三管同轴结构，在石英内管通入辅助气体，在石英外管通入冷却气，实现微波等离子体稳定工作的装置。
技术介绍
[0002]电感耦合等离子体是由高频感应电流产生的类似火焰的激发光源，工作频率一般在20多MHz，工作功率大于1500瓦。微波等离子体由部分电子被剥夺后的原子及原子团在高频微波能作用下被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。电感耦合等离子体和微波等离子体同样都可用于样品中元素和有机物分析，但是现有电感耦合等离子体存在着功率大，能耗高和耗气量大等缺点，且大多只能激发氩气形成等离子体。现有微波等离子体大多只能在大气压下工作，且激发氦气产生微波等离子体需要很高的功率，亟需研制一种全新的微波等离子体发生与电离装置设备，为元素和有机物分析提供更快速、便捷、精确的参考。
技术实现思路
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种新型微波等离子体发生与电离装置，是一种涉及使用中心管、石英内管和石英外管组成三管同轴结构，在石英内管通入辅助气体，在石英外管通入冷却气，并在微波中心管顶端激发微波等离子体，实现微波等离子体稳定工作的装置。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：一种新型微波等离子体发生与电离装置，由石英中心管，石英中心管上辅助气接口，石英内管，石英外管上冷却气接口，石英外管，微波中心管、微波外管、微波接头和微波等离子体组成。所述石英中心管固定在石英内管中心，所述石英中心管上辅助气接口位于石英内管下端，石英外管上冷却气接口位于石英外管下端，用于通入一定流量的氦气或者氩气。所述石英内管固定在石英外管中心。所述石英外管固定在微波中心管中心，用于防止高温烧毁石英管。所述微波中心管固定在微波外管中心，且微波外管的内径与微波中心管外径比值约为2.3，微波中心管顶端和微波外管顶端之间存在着一定间距，约为2
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5mm。所述微波接头位于微波外管上端，使一定频率和功率的微波能通过微波接头引入到微波中心管和微波外管之间。所述微波等离子体位于石英内管和石英外管之间，气体通过微波等离子体时，将会发生高温裂解电离，生成需要的样品离子。
[0005]所述石英中心管材料为石英或者陶瓷，固定在石英内管中心，用于通入一定流量的载气，所用载气为氦气或者氩气。
[0006]所述石英中心管上辅助气接口材料为石英或陶瓷，位于石英内管下端，用于向石英内管内通入一定流量的载气，所用载气为氦气或者氩气。
[0007]所述石英内管材料为石英或者陶瓷，固定在石英外管中心。
[0008]所述石英外管上冷却气接口材料为石英或者陶瓷，位于石英外管下端，用于向石
英外管内通入一定流量的氦气或者氩气。
[0009]所述石英外管材料为石英或者陶瓷，用于通入冷却气来冷却等离子体，以防止高温烧毁石英管。
[0010]所述微波中心管材料为紫铜等金属材料，固定在微波外管中心。
[0011]所述微波外管材料为紫铜等金属材料，微波外管的内径与微波中心管外径比值约为2.3，微波中心管顶端和微波外管顶端之间存在着一定间距，约为2
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5mm。
[0012]所述微波接头材料为紫铜等金属材料，位于微波外管上端，用于使一定频率和功率的微波能通过微波接头引入到微波中心管和微波外管之间，并在两者之间的空隙内谐振，且在微波中心管顶端和微波外管顶端的间距内达到电场最强。
[0013]所述微波接头可以引入频率为915MHz至5.8GHz的微波能量，也可以引入频率为1KHz至10MHz的射频能量。
[0014]所述微波等离子体位于石英内管和石英外管之间，用于样品气体通过微波等离子体时，将会发生高温裂解电离，生成需要的样品离子。
[0015]本专利技术的另一个目的是提供所述装置在样品中元素和有机物定性定量检测分析中应用。通过微波能谐振激发等离子体，微波外管和微波中心管形成微波谐振腔，微波能进入谐振腔后，在微波中心管顶端和微波外管顶端之间形成电场最强，并激发微波等离子体。
[0016]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，采用中心管、石英内管和石英外管组成三管同轴进样和工作气体引入结构，在石英内管通入辅助气体，在石英外管通入冷却气，实现微波等离子体稳定工作的装置，既可以工作在大气压下，也能工作在一定真空下。对于样品中元素和有机物检测分析，实现一种无需样品预处理和预分离的样品中元素和有机物原位快速定性定量检测分析。
[0017]本专利技术公开了一种新型微波等离子体发生与电离装置，具有如下优点：1、所测样品无需进行任何样品预处理，用样品热解吸器将待测样品生成样品气体，利用中心管、石英内管和石英外管组成三管同轴结构，在石英内管通入辅助气体，在石英外管通入冷却气，避免高温烧毁石英管，实现微波等离子体稳定工作，样品气体可利用微波等离子体高温裂解电离，生成需要的样品离子。
[0018]本装置通过石英密封等设计，既能工作在大气压下，也能工作在一定的真空环境下，拓展了等离子体应用领域，同时在一定真空环境下工作，更容易激发He微波等离子体，提高了装置电离能力。
[0019]本技术方案速度快，操作步骤简单，能够提高样品检测通量，有利于对大区域范围内的大量样品的筛查和调研。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的实施例一的结构示意图，用于表现使用中心管、石英内管和石英外管组成三管同轴结构，在石英内管通入辅助气体，在石英外管通入冷却气，实现微波等离子体稳定工作的装置。
[0021]图2为本专利技术用于样品中元素含量信息检测分析，图中1
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样品热解吸器，2
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石英中心管，3
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石英中心管上辅助气接口，4
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石英内管，5
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石英外管上冷却气接口，6
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石英外管，7
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微波中心管，8
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微波外管，9
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微波接头，10
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微波等离子体。样品经样品热解吸器(1)气化后，
进入到石英中心管(2)中，最终引入到微波等离子体(10)中，样品在穿过微波等离子体(10)时与等离子体充分接触，样品成份在高温等离子体作用下，电离成元素离子，得到样品中的元素信息。
[0022]图3为本专利技术实施案例一进样得到的样品中元素离子峰，将待测样品添加到样品热解吸器(1)后，通过样品热解吸器(1)迅速升温至250℃以上，将样品加热生成样品气体，并进入到石英中心管(2)内，经过微波等离子体(10)充分电离后生成元素离子峰，其中铅(Pb)质荷比为207.9，周围样品峰为其同位素峰。
[0023]图4为本专利技术用于样品中有机物含量信息检测分析示意图，样品经样品热解吸器(1)气化后，进入到冷却气接口(5)中，最终引入到微波等离子体(10)前端，样品不与微本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型微波等离子体发生与电离装置，其特征在于，由石英中心管(1)，石英中心管上辅助气接口(2)，石英内管(3)，石英外管上冷却气接口(4)，石英外管(5)，微波中心管(6)、微波外管(7)、微波接头(8)和微波等离子体(9)组成，石英中心管(1)固定在石英内管(3)中心，石英中心管上辅助气接口(2)位于石英内管(3)下端，石英外管上冷却气接口(4)位于石英外管(5)下端，石英内管(3)固定在石英外管(5)中心，微波中心管(6)固定在微波外管(7)中心，且微波外管(7)的内径与微波中心管(6)外径比值为2.3，微波中心管(6)顶端和微波外管(7)顶端之间存在间距，微波接头(8)位于微波外管(7)上端，使一定频率和功率的微波能通过微波接头(8)引入到微波中心管(6)和微波外管(7)之间，并在两者之间的空隙内谐振，且在微波中心管(6)顶端和微波外管(7)顶端的间距内达到电场最强，在石英中心管(1)、石英中心管上辅助气接口(2)和石英外管上冷却气接口(4)分别通入一定流量的氦气或者氩气，气体中残留的电子在微波电场最强处激发形成微波等离子体(9)，微波等离子体(9)位于石英内管(3)和石英外管(5)之间，石英中心管(1)上辅助气接口(2)通入的辅助气用于稳定等离子体，石英外管(5)固定在微波中心管(6)中心，石英外管(5)内通入的冷却气用来冷却等离子体，以防止高温烧毁石英管，微波等离子体(9)位于石英内管(3)和石英外管(5)之间，样品气体通过微波等离子体(9)时，会发生高温裂解电离，生成需要的样品离子。2.根据权利要求1所述的微波等离子体发生与电离装置，其特征在于，微波...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵高升，施月娥，姜娇娇，赵彬锋，
申请(专利权)人：苏州智谱蔚星智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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