[实用新型]交、直流电弧与凹面光栅分光系统结合的直读光谱仪

说明书

技术领域

本实用新型属于原子发射光谱分析测试仪器领域，具体说，是为有色、冶金系统测定高纯金属氧化物中17～19种痕量杂质元素的直流电弧直读光谱仪；及为地质系统测定地球化学样品中5种痕量元素(其它分析方法较难分析)，和化学光谱法超痕量金的测定，而设计的交、直流电弧直读光谱仪。

背景技术

原子发射光谱法(AES)是原子光谱学中的一个重要分支，而早期的电弧发射光谱分析则是比较传统的分析技术。其特点是：(1)可直接对粉末样品进行分析，无需化学消解及稀释过程；(2)可实现多元素同时测定；(3)分析速度快，每个样品仅需几十秒；(4)线性范围宽可达4～5个数量级。

在上世纪50～70年代，电弧激发光源分析技术在原子发射光谱分析中占有主导地位，到了80年代由于电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等新技术的出现，使电弧发射光谱分析的应用领域有所减少。但是，在我国有色、冶金等系统中测定高纯金属氧化物(如氧化钼、氧化钨等)、贵金属和稀土等样品中的多种痕量杂质元素如Al、As、Bi、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Si、Sn、Ti、V等，由于样品组分的特殊性和复杂性，如果采用化学消解法进行样品前处理，很难将其消解成溶液状态，且易引入很难控制的污染，特别是在消解和稀释过程中会大大降低被测元素的分析灵敏度，而电弧激发光谱法对难溶固体粉末样品中的多种杂质元素可以直接进行测定；同样，对地质样品中Sn、Mo、B、Ag、pb等元素的测定，因对Sn、Mo等的化学消解也有一定难度，而B元素则因普遍存在于玻璃制品中会在样品消解过程中被析出。因此，采用(ICP-AES)也难以分析，而采用电弧发射光谱分析方法，样品无需进行化学处理和稀释，可直接采用固体粉末样品进行多元素的同时测定，是一种快捷有效的分析方法。

但是，电弧激发摄谱法光谱分析，长期以来一直采用相板摄谱、洗相、测光等繁琐的分析流程，其工作效率低、劳动强度大、且易污染环境。因此，急需研究一种快速的交、直流电弧光电直读光谱仪，取代老旧的仪器和繁琐的流程。而采用新研制的本实用新型“电弧激发直读光谱仪”，可对粉末样品直接进行测定，电弧一次激发，即可获得所有被测元素的分析结果。

目前，此类仪器在国内尚未见报道。而国外仅有美国利曼公司最近推出一款Prodigy直流电弧光谱仪，采用中阶梯光栅分光系统和固体检测器，但仪器价格十分昂贵(40万美元)。且据相关资料报道，该仪器仅限于直流电弧激发，尚未见有交流电弧激发测定地质样品的相关报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型的电弧激发直读原子发射光谱仪，以解决背景技术中存在的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种交、直流电弧与凹面光栅分光系统结合的直读光谱仪，包括激发光源，待测的固体粉末样品置于所述激发光源的电极之间，所述激发光源采用交、直流电弧发生器；所述激发光源之后沿光路依序设置第一透镜、中间光栏、第二透镜、第三透镜和罗兰圆；

所述激发光源激发出的特征光谱照射在用以消色差的第一透镜和第二透镜上，所述第一透镜将激发光源的电极成像在第二透镜前的中间光栏上，所述第二透镜将第一透镜的通光孔径成像在第三透镜前；所述第三透镜经罗兰圆的入射狭缝将所述中间光栏成像在罗兰圆内的凹面光栅上，所述凹面光栅将单色光成像在所述罗兰圆上，透过所述罗兰圆上的出射狭缝成像投射在光电倍增管上。

其中，所述第二透镜后面加上平面反射镜改变光路方向，将通过第二透镜的光线反射到第三透镜前。

其中，所述出射狭缝之前装有筛选特征光谱光的光栏片。

其中，采用直流电弧时测定有色、冶金系统中金属氧化物或贵金属样品中杂质元素；采用交流电弧时测定地质系统地球化学样品中痕量元素。

其中，所述光电倍增管将光信号转化成电信号，由测控系统进行放大与A/D转换，经数据处理计算元素含量。

根据上述技术方案，本实用新型达到的有益技术效果在于：

本实用新型所述的“交、直流电弧与凹面光栅分光系统全新结合的直读光谱仪”，由激发光源(交、直流电弧发生器)分别与三透镜光学系统、反射镜、凹面光栅分光系统和光电倍增管检测系统构成了全新的组合模式。