[发明专利]用于光谱仪的火焰模块

说明书

本公开涉及用于光谱仪的火焰模块的气体供应系统和控制火焰模块的方法。所述气体供应系统包括助燃气供应管线，其用于提供助燃气供应；助燃气流量阀，其用于改变所述助燃气供应管线中的助燃气的气体流速；助燃气安全控制器，其被配置为控制所述助燃气流量阀；燃气供应管线，其用于提供燃气供应；燃气流量阀，其被配置为控制所述燃气供应管线上的燃气的气体流速；以及燃气安全控制器，其被配置为控制所述燃气流量阀。在正常操作期间，所述助燃气安全控制器被配置为给所述助燃气安全控制器的能量存储电路充电。在电力故障的情况下，所述助燃气安全控制器的第一开关被配置为将所述能量存储电路连接到所述助燃气流量阀，其中所述能量存储电路被配置为将能量排放到所述助燃气流量阀以增加所述助燃气流速，以便熄灭所述火焰模块的火焰，并且所述燃气安全控制器被配置为关闭所述燃气流量阀。

技术领域

本公开涉及使用火焰模块的光谱仪，特别是原子吸收光谱仪(AAS)和原子发射光谱仪(AES)。特别地，本公开涉及用于这类光谱仪的火焰模块。

背景技术

原子吸收光谱法(AAS)和原子发射光谱法(AES)是测定样品中元素浓度的已知分析技术。

AAS和AES的技术取决于以下原理：原子形式的元素具有离散的能级，并且将通过吸收或发射对应于这些离散能级的特定波长的光子来吸收或发射能量。光子可具有电磁光谱的任何波长，并且可例如属于可见光谱。每个原子元素具有独特的多个离散能级，这些能级与壳结构及其电子的能级有关。因此，原子吸收或发射的光的波长(一种或多种)将指示离散的能级，并可用来识别特定元素。此外，吸收或发射的光量与存在的原子数成比例，因此也可确定样品中存在的原子数(浓度)。

典型的AAS系统包括用于提供已知波长光源的光源，例如空心阴极灯(HCL)、用于雾化待测样品的雾化器、单色仪和光检测器。

从HCL源发出的光(样品光)可穿过雾化器，所述雾化器提供要从所供应的样品中进行分析的雾化样品。当样品光穿过雾化样品时，如果光的波长与雾化样品的离散能级匹配，则一部分样品光可被雾化样品吸收。然后，未被雾化样品吸收的样品光由单色仪过滤，以将待检测元素的目标波长(一种或多种)与其它波长分开。最终的光信号聚焦在光电检测器上，以便测量信号。基于具有指示接收到的样品元素的波长(一种或多种)的光的强度(以及根据普朗克-爱因斯坦关系E＝h*ν的对应光子能量E)，可确定样品中元素的浓度。

为了使用AAS分析样品，使用样品雾化器将样品雾化。一种已知类型的样品雾化器是火焰模块(燃烧器)，其提供用于雾化样品的火焰。

通常，火焰模块包含燃烧器头和室(例如喷雾室)。火焰模块的室可供应有气雾剂。气雾剂可为氧化剂流体、燃料流体和待分析样品的混合物。样品可以液滴的形式提供。样品的液滴通常由喷雾器提供给室。另选地，可将气体样品供应到室。

燃烧器头可包括狭缝，所述狭缝的横向延伸部通常为5至10cm且宽度为几毫米。燃烧器室内的气雾剂混合物可从室流过狭缝流动，在狭缝中可点燃以形成火焰。燃烧器的火焰被布置为由于气雾剂的流动方向而远离燃烧器头延伸并且可不与燃烧器头直接接触。重要的是，火焰不要进入火焰模块的室。火焰的形状由燃烧器头的狭缝的尺寸决定。

样品在火焰中被雾化。样品光的光信号可被引导通过火焰，使得雾化的样品可吸收样品光。AAS的样品光的光束在其最长轴线上穿过此火焰，并且可调节火焰气体的流速以产生最高浓度的自由原子。

同样在原子发射光谱仪(AES)中，必须在样品雾化器中将样品雾化，所述雾化器可为火焰模块。在火焰中产生的单个原子处于其电子的激发能级，并在回落到较低能级时发射光子。然后使用单色仪和光子检测器测量这些发射的光子。