等离子体及其使用方法技术

这项发明专利技术揭示等离子体装置和在分析测试中使用这样的等离子体装置的方法。在特定的例子中，低流量等离子体可以使用小于每分钟大约五公升的总氩气流量操作，而且在一些实施方案中，等离子体氩气流量小于大约每分钟四公升。在其它的例子中，揭示使用电感和电容耦合产生的等离子体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在此被揭示的特定的例子与等离子体装置和在化学分析中使用这样的等离子体装置的方法有关。
技术介绍
典型的等离子体需要相当多的氩气维持等离子体和 冷却与等离子体相关联的玻璃器具。这样多的氩气的费用可能使 许多7>司和研究员无法使用有等离子体的分析4义器。除此之外， 氩气在第三世界国家的低可用性已经妨碍采用等离子体的分析 4义器在那些国家的广泛采用。
技术实现思路
本专利技术揭示氩等离子体。在特定的例子中，等离子 体是以小于大约每分钟五公升的总氩气流量工作或维持的。在一 些例子中，等离子体是以小于大约每分钟四公升的等离子体氩气 流量工作的。在其它的例子中，等离子体是以大约每分钟四到五 公升的阻挡层气体流量工作的。在特定的例子中，阻挡层气体是 氮气。 依照另一方面，提供一种光镨分析系统。在特定的 例子中，光"i普分析系统包4舌为维持低流量等离子体而配置的火炬 或用阻挡层气体配置的等离子体。在其它的例子中，光谱分析系统也可能包4舌至少一个至少包围所述火炬本体的一些部分的电 感器件。在一些例子中，电感器件是为产生回路电流而配置的。 在其它的例子中，电感器件如同在此描述的那样包括平板电极。该光i普分碎斤系统也可能包括用来分析受激原子的特4正(举例来 说，光学发射、原子吸收、质谱分析，等等)的探测器。 依照另一方面，^是供用来产生等离子体的火炬。在 特定的例子中，该火炬包括为接受用来在火炬中产生等离子体的 氩气而配置的等离子气体口 。该火炬可能还包括为接受用来控制 在火炬注射器上方的等离子体放电高度的氩气而配置的辅助气 体口 。该火炬可能进一步包括适合接受冷却火炬的冷却气体的阻 挡层气体口。附加的特征也可能存在于该火炬中。 依照某附加方面，揭示一种用于发射光i普的装置。 在特定的例子中，该装置可能包括为维持低流量等离子体或维持 与阻挡层气体一起配置的等离子体而配置的火炬、为在火炬中产而配置的纟笨测装置。在一些例子中，该4笨测装置^皮配置成沿着径 向、轴向或两者纟笨测光学发射。在特定的例子中，4笨测装置可能 包括光电倍增管、单色器、透镜、光栅、电荷耦合装置(CCD), 等等。在一些例子中，为获得^:据而配置的计算^L与该探测装置 的电连接。附加特征也可能被包括在内，而且说明性的附加特征 将在此描述。 依照另一方面，才是供一种用于吸收光i普的装置。在 特定的例子中，该装置包括为维持低流量等离子体或维持与阻挡 层气体一起配置的等离子体而配置的火炬、为在火炬中产生磁场 而配置的电感器件、为纟会火炬 一是供光而配置的光源和为测量火炬 中不同物种的。及光率而配置的探测装置。在一些例子中，光源是 可见光、紫外线或红外线的光源。该装置也可能包括与低流量等离子体流体连通的样品引进装置。i兌明性的光源将在此描述。在 特定的例子中，探测装置可能包括光电倍增管、单色器、透镜、光^*、 CCD,等等。在一些例子中，为获得^:据而配置的计算才几 与该探测装置的电连接。附加特征也可能被包括在内，而可仿效 的附加特征将在此描述。 依照某附加方面，揭示一种用于质i普分冲斤的装置。 在特定的例子中，该装置包括为维持低流量等离子体或维持与阻 挡层气体一起配置的等离子体而配置的火炬、为在火炬中产生f兹 场而配置的电感器件和与该火炬流体连通为以质荷比为基础4巴 不同物种分开而配置的质量分析器。在一些例子中，该分析仪选 自扫描质量分析器、磁区分析仪、四极质量分析器、离子陷阱分 析仪、或它们的组合。在特定的例子中，用于质谱分析的装置可 能还包括与所述质量分析器流体连通的探测装置。在一些例子 中，该探测装置选自电子倍增器、法拉第杯、或它们的组合。在 其它的例子中，诸如微处理器之类的处理装置可能与该探测装置 电连接。在一些例子中，该处理装置可能包括或可以使用数据库。 依照某附加方面，揭示一种在火炬中产生等离子体 的方法。在特定的例子中，该方法包括在有氩气流存在的情况下 点燃等离子体。该方法的例子也可能包括引进非氩阻挡层气流。 该方法的例子可能进一 步包括减少氩气流量。 依照某附加方面，提供一种包括提供与等离子体的 电感耦合和电容耦合来增加等离子体的电离势的方法。在特定的 实施方案中，该方法进一步包括配置电容耦合以便把等离子体的 电离势增加到至少大约25电子伏。在其它的实施方案中，该方 法进一步包括用第 一极板和第二极板配置火炬以提供电容耦合。 在此讨论的等离子体和使用它们的装置代表重大的科技进步。至少一些在此揭示的等离子体与现有的等离子体相比 较时可以在没有任何实质性的性能损失的情况下使用减量的氩 气操作，这能导致减少操作费用。等离子体也可以在电容耦合的 情况下操作以增加等离子体的电离势。附图i兌明 特定的例子爿夺在下面参照附图予以描述，其中 附图说明图1A是依照特定例子的火炬和等离子体的俯—见图， 而图1B是通过图1A的火炬和等离子体的俯浮见剖面图； 图2是依照特定的例子〗吏用与射频发生器电连4妾的 螺旋状加载线圈的螺旋形谐振器的示意图；图3是依照特定例子的Fassel火炬的示意图； 图4是依照特定的例子适合维持低流量等离子体的 火炬的示意图；图5是依照特定例子的说明性发射光谱仪的方框图； 图6是依照特定的例子可仿效的单射束原子p及收光 i普4义的方一匡图； 图7是依照特定的例子可仿岁丈的双射束原子吸收光 谱仪的方框图8是依照特定的例子说明性质量分析器的方框图； 图9A-9D是依照特定的例子用来4是供电容津禺合的等 离子体的装置的示意图； 图9E-9I是依照特定的例子可能用来提供电容耦合 的il明性电极的示意图； 图IOA和IOB是依照特定的例子可能用来提供电容 耦合等离子体的实施方案的示意图； 图ll是依照特定的例子使用选定的气体流量和螺旋 形加载线圈产生的等离子体的照片； 图12是依照特定的例子使用氮阻挡层气体和螺旋 形加载线圈产生的低流量等离子体的照片； 图13是依照特定的例子使用流速为16升/分钟的氮 阻挡层气体和螺旋形加载线圈产生的低流量等离子体的照片； 图14是依照特定的例子使用流速为0.5升/分钟的氮 阻挡层气体和螺旋形加载线圈产生的低流量等离子体的照片； 图15是依照特定的例子使用氮阻挡层气体和平板 感应线圈产生的低流量等离子体的照片； 图16是依照特定的例子使用选定的气体流量和平 4反感应线圏产生的等离子体的照片； 图17是依照特定的例子用来4是供电容耦合等离子 体的装置的照片； 图18是依照特定的例子用图17的装置产生的电感 和电容耦合的等离子体的照片； 图19A-19D是依照特定的例子展示使用电感耦合等 离子体的电离势的曲线图；以及 图20A-20D是依照特定的例子展示^f吏用电容耦合等 离子体的电离势的曲线图。 熟悉这项:技术的人将理解已知这〗分揭示的利益， 为了有利于更清楚地解释和更容易理解在此讨论的说明性特征、 方面和例子，附图中的某些特征可能相对于其它特征已被放大或变形。具体实施方法 在此揭示的某些特;f正和方面指向控制电感耦合等离 子体和/或电感耦合和电容耦合的等离子体的性质(例如，体积、 形状和/或温度区域)的装置和方法。在特定的例子中，等离子体 的体积、形状和/或温度区域是通过使用非氩阻挡层气体调整的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用小于每分钟大约五公升的总氩气流量维持的等离子体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得J莫理斯罗，
申请(专利权)人：魄金莱默有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]