电感耦合等离子体炬以及包括其的方法和系统技术方案

一种ICP炬包括：注射器管，其限定注射器流动通道以接收样品流体流；围绕注射器管设置的中间管；围绕中间管设置的等离子体管；和围绕等离子体管设置的感应线圈。辅助气体通道被限定在注射器管和中间管之间以接收辅助气体流。等离子体气体通道被限定在中间管和等离子体管之间以接收等离子体气体流。感应线圈可以靠近炬远端产生等离子体。感应线圈从线圈近端轴向延伸至靠近炬远端的线圈远端。等离子体管包括靠近炬远端的出口开口。出口开口至少部分地与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电感耦合等离子体炬以及包括其的方法和系统


[0001]本技术涉及等离子体源，并且更特别地，涉及电感耦合等离子体炬。

技术介绍

[0002]电感耦合等离子体(ICP)炬系统是一种类型的等离子体源，其中能量由通过电磁感应产生的电流供应。ICP炬系统在一些分析仪器中用于电离样品。

技术实现思路

[0003]一方面，电感耦合等离子体(ICP)炬具有炬轴线和炬远端。ICP炬包括注射器管、中间管、等离子体管和感应线圈。注射器管限定注射器流动通道以接收样品流体流。中间管围绕注射器管设置。辅助气体通道被限定在注射器管和中间管之间，并且被配置成接收辅助气体流。等离子体管围绕中间管设置。等离子体气体通道被限定在中间管和等离子体管之间，并被配置成接收等离子体气体流。感应线圈围绕等离子体管设置。感应线圈被配置成被供应有射频电流以感应地激励辅助气体，从而靠近炬远端产生等离子体。感应线圈从线圈近端轴向延伸到靠近炬远端的线圈远端。等离子体管包括靠近炬远端的出口开口。出口开口至少部分地与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。
[0004]在一些实施例中，等离子体管的出口开口与线圈远端重合。
[0005]在一些实施例中，等离子体管的出口开口从线圈远端轴向嵌入。
[0006]根据一些实施例，等离子体管的出口开口从线圈远端轴向嵌入约1mm至约5mm范围内的距离。
[0007]根据一些实施例，等离子体管的出口开口设置在感应线圈内。
[0008]在一些实施例中，等离子体管的远端与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。
[0009]在一些实施例中，等离子体管的远端与线圈远端重合。
[0010]根据一些实施例，等离子体管的远端从线圈远端轴向嵌入。
[0011]在一些实施例中，等离子体管的远端从线圈远端轴向嵌入约1mm至约5mm范围内的距离。
[0012]根据一些实施例，等离子体管的远端设置在感应线圈内。
[0013]根据一些实施例，出口开口位于等离子体管的远端处，并与炬轴线对准。
[0014]在一些实施例中，出口开口是等离子体管中的径向侧开口。
[0015]在一些实施例中，等离子体管包括与炬轴线对准的远侧终端开口，并且径向侧开口与远侧终端开口相交。
[0016]根据一些实施例，辅助气体通道靠近辅助管的远端具有变窄的间隙。
[0017]在一些实施例中，等离子体管由石英形成。
[0018]根据一些实施例，等离子体管由不透明材料形成。
[0019]在一些实施例中，不透明材料选自包括氮化硅或陶瓷的组。
[0020]ICP炬可以包括点火电极，该点火电极设置在等离子体管的径向外部，并且可操作
以点燃辅助气体流中的等离子体。
[0021]ICP炬可以包括围绕等离子体管设置的约束气体管，其中约束气体通道被限定在等离子体管和约束气体管之间，以接收约束气体流。
[0022]根据一些实施例，约束气体管向远侧突出超过等离子体管的远端。
[0023]在一些实施例中，约束气体管向远侧突出超过等离子体管的远端约2mm至约9mm范围内的距离。
[0024]根据一些实施例，约束气体管的远端与线圈远端重合或者向远侧突出超过线圈远端。
[0025]在一些实施例中，约束气体管的远端与线圈远端重合。
[0026]在一些实施例中，约束气体管的远端向远侧突出超过线圈远端。
[0027]根据一些实施例，等离子体管的远端与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。
[0028]ICP炬可以包括多个入口，其被配置成将约束气体导入约束气体通道中。
[0029]ICP炬可以包括入口，以沿基本上与炬轴线径向相交的方向将约束气体导入约束气体通道中。
[0030]ICP炬可以包括入口，以沿横向于炬轴线并从炬轴线径向偏移的方向将约束气体导入约束气体通道中。
[0031]在一些实施例中，约束气体管可移除地附接到等离子体管。
[0032]ICP炬可以包括在约束气体管和等离子体管之间的环形环。
[0033]根据一些实施例，约束气体管包括石英、硼硅酸盐玻璃、耐热玻璃或陶瓷中的至少一种。
[0034]另一方面，一种用于生成等离子体的方法包括提供具有炬轴线和炬远端的电感耦合等离子体(ICP)炬。ICP炬包括：限定注射器流动通道以接收样品流体流的注射器管；围绕注射器管设置的中间管，其中辅助气体通道被限定在注射器管和中间管之间，并且被配置成接收辅助气体流；围绕中间管设置的等离子体管，其中等离子体气体通道被限定在中间管和等离子体管之间，并被配置成接收等离子体气体流；以及围绕等离子体管设置的感应线圈，该感应线圈从线圈近端轴向延伸至靠近炬远端的线圈远端。等离子体管包括靠近炬远端的出口开口。出口开口至少部分地与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。该方法还包括：使辅助气体流过辅助气体通道；使等离子体气体流过等离子体气体通道；以及向感应线圈供应射频电流，以感应地激励辅助气体，从而靠近炬远端产生等离子体。
[0035]另一方面，电感耦合等离子体(ICP)炬具有炬轴线和炬远端。ICP炬包括注射器管、中间管、等离子体管和约束气体管。注射器管限定注射器流动通道以接收样品流体流。中间管围绕注射器管设置。辅助气体通道被限定在注射器管和中间管之间，并且被配置成接收辅助气体流。等离子体管围绕中间管设置。等离子体气体通道被限定在中间管和等离子体管之间，并被配置成接收等离子体气体流。约束气体管围绕等离子体管设置。约束气体通道被限定在等离子体管和约束气体管之间，以接收约束气体流。约束气体管向远侧突出超过等离子体管的远端。
[0036]ICP炬可以包括多个入口，其被配置成将约束气体导入约束气体通道中。
[0037]ICP炬可以包括入口，以沿基本上与炬轴线径向相交的方向将约束气体导入约束气体通道中。
[0038]ICP炬可以包括入口，以沿横向于炬轴线并从炬轴线径向偏移的方向将约束气体导入约束气体通道中。
[0039]在一些实施例中，约束气体管包括石英、硼硅酸盐玻璃、耐热玻璃或陶瓷中的至少一种。
[0040]根据一些实施例，等离子体管和约束气体管由彼此不同的材料形成。
[0041]在一些实施例中，约束气体管是透明或半透明的。
[0042]在一些实施例中，等离子体管是不透明的。
[0043]ICP炬可以包括围绕等离子体管设置的感应线圈。感应线圈被配置成被供应有射频电流以感应地激励辅助气体，从而靠近炬远端产生等离子体。感应线圈从线圈近端轴向延伸到靠近炬远端的线圈远端。
[0044]在一些实施例中，约束气体管的远端与线圈远端重合或向远侧突出超过线圈远端。
[0045]在一些实施例中，约束气体管的远端与线圈远端重合。
[0046]在一些实施例中，约束气体管的远端向远侧突出超过线圈远端。
[0047]在另一方面，电感耦合等离子体(ICP)炬系统包括具有炬轴线和炬远端的I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电感耦合等离子体(ICP)炬，所述ICP炬具有炬轴线和炬远端，所述ICP炬包括：注射器管，其限定注射器流动通道以接收样品流体流；围绕所述注射器管设置的中间管，其中，辅助气体通道被限定在所述注射器管和所述中间管之间，并且被配置成接收辅助气体流；围绕所述中间管设置的等离子体管，其中，等离子体气体通道被限定在所述中间管和所述等离子体管之间，并被配置成接收等离子体气体流；和围绕所述等离子体管设置的感应线圈，所述感应线圈被配置成被供应有射频电流以感应地激励所述辅助气体，从而靠近炬远端产生等离子体，所述感应线圈从线圈近端轴向延伸至靠近炬远端的线圈远端；其中，所述等离子体管包括靠近所述炬远端的出口开口；并且其中，所述出口开口至少部分地与所述线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入。2.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的出口开口与所述线圈远端重合。3.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的出口开口从所述线圈远端轴向嵌入。4.根据权利要求3所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的出口开口从所述线圈远端轴向嵌入约1mm至约5mm范围内的距离。5.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的出口开口设置在感应线圈内。6.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的远端与所述线圈远端重合或从所述线圈远端轴向嵌入。7.根据权利要求6所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的远端与所述线圈远端重合。8.根据权利要求6所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的远端从线圈远端轴向嵌入。9.根据权利要求8所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的远端从所述线圈远端轴向嵌入约1mm至约5mm范围内的距离。10.根据权利要求6所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的远端设置在所述感应线圈内。11.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述出口开口位于所述等离子体管的远端处，并与炬轴线对准。12.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述出口开口是所述等离子体管中的径向侧开口。13.根据权利要求12所述的ICP炬，其中：所述等离子体管包括与所述炬轴线对准的远侧终端开口；并且所述径向侧开口与所述远侧终端开口相交。14.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述辅助气体通道靠近所述辅助管的远端具有变窄的间隙。15.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述等离子体管由石英形成。16.根据权利要求1所述的ICP炬，其中，所述等离子体管由不透明材料形成。17.根据权利要求16所述的ICP炬，其中，所述不透明材料选自包括氮化硅或陶瓷的组。18.根据权利要求1所述的ICP炬，包括点火电极，所述点火电极设置在所述等离子体管
的径向外部，并且可操作以点燃所述辅助气体流中的等离子体。19.根据权利要求1所述的ICP炬，包括围绕所述等离子体管设置的约束气体管，其中，约束气体通道被限定在所述等离子体管和所述约束气体管之间，以接收约束气体流。20.根据权利要求19所述的ICP炬，其中，所述约束气体管向远侧突出超过所述等离子体管的远端。21.根据权利要求20所述的ICP炬，其中，所述约束气体管向远侧突出超过所述等离子体管的远端约2mm至约9mm范围内的距离。22.根据权利要求20所述的ICP炬，其中，所述约束气体管的远端与所述线圈远端重合或向远侧突出超过所述线圈远端。23.根据权利要求22所述的ICP炬，其中，所述约束气体管的远端与所述线圈远端重合。24.根据权利要求22所述的ICP炬，其中，所述约束气体管的远端向远侧突出超过所述线圈远端。25.根据权利要求22所述的ICP炬，其中，所述等离子体管的远端与所述线圈远端重合或从所述线圈远端轴向嵌入。26.根据权利要求19所述的ICP炬，包括多个入口，所述入口被配置成将所述约束气体导入所述约束气体通道中。27.根据权利要求19所述的ICP炬，其包括入口，以沿基本上与炬轴线径向相交的方向将约束气体引入约束气体通道中。28.根据权利要求19所述的ICP炬，其包括入口，以沿横向于炬轴线并从所述炬轴线径向偏移的方向将约束气体导入所述约束气体通道中。29.根据权利要求19所述的ICP炬，其中，所述约束气体管可移除地附接到所述等离子体管。30.根据权利要求29所述的ICP炬，包括在所述约束气体管和所述等离子体管之间的环形环。31.根据权利要求19所述的ICP炬，其中，所述约束气体管包括石英、硼硅酸盐玻璃、耐热玻璃或陶瓷中的至少一种。32.一种用于生成等离子体的方法，所述方法包括：提供电感耦合等离子体(ICP)炬，所述ICP炬具有炬轴线和炬远端，所述ICP炬包括：注射器管，其限定注射器流动通道以接收样品流体流；围绕所述注射器管设置的中间管，其中，辅助气体通道被限定在所述注射器管和所述中间管之间，并且被配置成接收辅助气体流；围绕所述中间管设置的等离子体管，其中，等离子体气体通道被限定在所述中间管和所述等离子体管之间，并被配置成接收等离子体气体流；和围绕所述等离子体管设置的感应线圈，所述感应线圈从线圈近端轴向延伸至靠近炬远端的线圈远端；其中，所述等离子体管包括靠近所述炬远端的出口开口；并且其中，所述出口开口至少部分地与线圈远端重合或从线圈远端轴向嵌入；使所述辅助气体流过所述辅助气体通道；使所述等离子体气体流过所述等离子体气体通道；以及
向所述感应线圈供应射频电流，以感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德信，C，
申请(专利权)人：珀金埃尔默科学加拿大无限责任公司，
类型：发明
国别省市：