[发明专利]波导直馈式微波等离子体炬装置

权利要求书

1.一种波导直馈式微波等离子体炬装置，其特征在于，该装置由波导部分、调谐及辅助部分、同轴炬管部分组成，波导部分由渐变型波导（30）、窄边压缩波导（31）构成，其中，窄边压缩波导（31）和与之匹配的MPT三管同轴炬管构成了波导直馈式MPT主体部分，窄边压缩波导（31）为微波馈入主体波导；同轴炬管（32）部分由外管（14）、中管（11）、内管（10）、调节螺柱（13）和同轴定心垫圈（12）构成，外管（14）、中管（11）、内管（10）为同轴结构，其中外管（14）内径为20-28mm，中管（11）外径为5-10mm，外管（14）和中管（11）径比为2.3-5之间，内管（10）半径为1-3mm，同轴定心垫圈（12）设有多个对称小孔，且位于内管（10）和中管（11）之间，外管（14）和中管（11）之间选PTFE用于保持同心；调谐及辅助部分由波导短路滑动端（35）、炬管反射调谐端（34）和炬管上部调节端（33）构成，其中，波导短路端（35）由波导短路板（15）和滑动杆（16）组成，炬管反射调谐端（34）包括调节螺柱（13）和反射板（19）。

2.根据权利要求1所述的一种波导直馈式微波等离子体炬装置，其特征在于，渐变型波导（30）的宽边（25）所在的面使用法兰（22）通过螺钉结构与常规波导件出口端紧密相连，圆孔（23）用螺钉结构紧固，窄边（26）所在面通过法兰（42）与法兰（3）紧密相连，渐变型波导（30）上下两个宽面高度同时变化，渐变型波导（30）底面与法兰（3）垂直，仅上面（24）高度发生变化；

渐变型波导（30）的窄边（26）通过法兰（42）和法兰（3）与窄边压缩波导（31）微波入口端（2）紧固，窄边压缩波导（31）下端面（1）包含有一个开孔圆台（4），开孔圆台（4）与炬管外管（14）顶端平顶锥体（5）紧密配合，通过螺钉/内螺纹结构装配在一起，保证窄边压缩波导（31）内部下表面与炬管外管（14）顶端平顶锥体（5）外表面平滑电导连接，窄边压缩波导（31）上端面与开孔圆台（4）对应的位置有另一个带孔圆台（17），带孔圆台（17）上装配一带孔的圆形金属挡板（18），带孔圆台（17）的内孔是与炬管外管（14）形状对应的平顶锥体，带孔圆台（17）内孔与炬管外管（14）同轴且内孔直径比炬管顶端直径大以形成间隙，带孔的圆形金属挡板（18）的内孔（20）直径与外管（14）内径相等，且与炬管外管开口端之间形成间隙，带孔的圆形金属挡板（18）与带孔圆台（17）之间通过螺纹装配，内孔（20）也可以做成略高于开孔的金属挡板18的圆筒状结构。

3.根据权利要求1所述的一种波导直馈式微波等离子体炬装置，其特征在于，同轴炬管（32）垂直装配在窄边压缩波导（31）之上，其中，外管（14）和中管（11）之间使用PTFE/陶瓷材质保证同心度，中管（11）和内管（10）使用同轴定心垫圈（12）保持同心度，同轴定心垫圈（12）远离放电端一定距离处，外管(14)侧壁有一个用于引入屏蔽气（7）的导管（6），导管（6）与外管（14）相切连接，外管（14）底端含有限位金属挡板（41），该金属挡板内含有一个螺纹孔，与外管（14）内调节螺柱（13）外螺纹匹配调节，该调节螺柱（13）内孔直径与中管（11）外径相等且能相对滑动，调节螺柱（13）上端为外径与外管（14）内径相等的反射板（19），反射板（19）与外管（14）实现电接触且能相对滑动，中管（11）和内管（10）顶端齐平，并与带孔的圆形金属挡板18最高处齐平，炬管轴心（21）与窄边压缩波导（31）宽面垂直，中管（11）和内管（10）均为气体通路，内管（10）用于通入样品气溶胶或载气和样品的混合物（8）。

4.根据权利要求1所述的一种波导直馈式微波等离子体炬装置，其特征在于，同轴定心垫圈（12）为带有多孔的环形孔板，其中外壁（29）的直径与炬管的中管（11）内径相等，内壁（27）的直径与炬管的内管（10）外径相等，同轴定心垫圈（12）上含有对称分布的多个通气孔（28），同轴定心垫圈（12）置于炬管开口端，保持与中管（11）和内管（10）同心度，从中管（11）引入的气体通过同轴定心垫圈（12）上通气孔（28）继续向开口端流动。