[发明专利]一种微波耦合等离子体激发光源

说明书

本发明公开了一种微波耦合等离子体激发光源，通过外导体、微波天线、内导体、中管、内管、中心管、标样入口、内层炬气体入口、中层炬气体入口以及外层炬气体入口的设置分别产生内层等离子体、中层等离子体与外层等离子体；内、中、外三层等离子体共同形成三层复合的、由微波耦合产生的三重复合层流微波耦合等离子体，因此提高了激发能力；并且由于激发光源为等离子体，只要微波源的输出功率稳定，并且腔室流出的气流也处于层流稳定状态，就能够从根本上实现等离子体炬焰本身的稳定；在此基础上，本发明提供的微波耦合等离子体激发光源结构简单、使用方便，在保证激发光源激发能力和稳定性的情况下大大降低了成本。

技术领域

本发明涉及原子光谱分析仪器技术领域，特别是涉及一种微波耦合等离子体激发光源。

背景技术

原子荧光光谱仪是中国市场上用量很大的光谱分析仪器，也是中国具有自主知识产权的一类分析仪器。在现有的原子荧光光谱仪中，理想的激发光源要求具有很高的辐射强度和稳定度，但是目前在仪器上大量采用的空心阴极灯激发光源，存在辐射强度不足、漂移严重，需要仪器定时校正工作曲线的问题，影响仪器的测量性能。为了解决这个难题，技术上曾经有采用电感耦合等离子体(Inductively coupledplasma，简称ICP)作为原子荧光光谱仪激发光源的方案。与空心阴极灯相比，采用ICP炬的优点是，辐射强度高、稳定性好、谱线窄且没有自吸现象。更为重要的是更换激发谱线特别方便，只需更换引入ICP炬焰内部的待测物标准溶液的种类，将被测元素的标准溶液雾化，引入ICP炬焰中，就可以获得高强度的、稳定的锐线激发光源。但是，采用ICP炬焰作为原子荧光光谱仪的激发光源时，存在的最大问题是成本太高，运转费用也太高，难以成为可以推广应用的商品化仪器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于原子荧光光谱仪的微波耦合等离子体激发光源，以在保证激发光源辐射强度和稳定性的情况下降低成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种微波耦合等离子体激发光源，包括：外导体、微波天线、内导体、中管、内管、中心管、标样入口、内层炬气体入口、中层炬气体入口以及外层炬气体入口；

所述外导体、所述内导体、所述中管、所述内管以及所述中心管均为中空结构；所述内导体设置在所述外导体内部；所述中管设置在所述内导体内部；所述内管设置在所述中管内部；所述中心管设置在所述内管内部；所述中心管、所述内管、所述中管、所述内导体和所述外导体为同轴嵌套结构；所述中心管、所述内管、所述中管、所述内导体与所述外导体形成完整的微波耦合等离子体激发光源谐振腔；所述中心管、所述内管、所述中管和所述内导体四者在谐振腔出口端面齐平；所述微波天线设置在所述内导体中部，与所述内导体电气连接，微波能量以电磁耦合方式进入谐振腔腔体内部；

所述内层炬气体入口位于所述内管的下部靠近末端的位置，在所述内管与所述中心管构成的内层中空腔室，内层炬气体通过所述内层炬气体入口以径向进气方式通入，并以层流状态从谐振腔的出口端面流出，在出口端面微波电场作用下，形成内层等离子体；

所述中层炬气体入口位于所述中管的下部靠近末端的位置，在所述中管与所述内管构成的中层中空腔室，中层炬气体通过所述中层炬气体入口以径向进气方式通入，并以层流状态从谐振腔的出口端面流出，在出口端面微波电场作用下，形成中层等离子体；

所述外层炬气体入口位于所述内导体的下部靠近末端的位置，在所述内导体与所述中管构成的外层中空腔室，外层炬气体通过所述外层炬气体入口以径向进气方式通入，并以层流状态从谐振腔的出口端面流出，在出口端面微波电场作用下，形成外层等离子体；

所述内层等离子体、所述中层等离子体与所述外层等离子体共同形成三重复合层流微波耦合等离子体；

所述标样入口位于所述中心管的末端；待测标准样品蒸汽经所述标样入口导入所述中心管内，生成锐线激发光源，用来激发原子化器中待测物的荧光。