[发明专利]一种碳酸盐碳氧同位素分析装置

说明书

本申请涉及一种碳酸盐碳氧同位素分析装置，其包括：旋转台和测量机构，旋转台上沿其周向设有多个剥蚀池腔体，剥蚀池腔体具有气体进出口；测量机构各组件沿剥蚀池腔体依次分布，测量机构包括：激光系统、排气单元、纯化进样单元和气体同位素质谱仪；激光系统位于剥蚀池腔体上方，其具有一激光作用区，激光作用区位于剥蚀池腔体的运动路径上；排气单元用于与气体进出口对接，以用氦气替换剥蚀池腔体内的空气；纯化进样单元用于与气体进出口对接，以取样；气体同位素质谱仪与纯化进样单元连接。本发明在旋转台上设置了多个剥蚀池腔体，配合了测量机构，可以使不同样品独立且连续地进行排气、剥蚀反应、纯化测试，能提高测试的效率。

技术领域

本申请涉及岩石矿物的同位素分析领域，特别涉及一种碳酸盐碳氧同位素分析装置。

背景技术

近年来微区原位技术在地质、考古、生物等领域的应用越来越广泛，然而开发的相关仪器主要为二次离子采样系统(例如SIMS)或激光剥蚀电感耦合系统(例如LA-ICP-MS)，微区原位分析技术在气体稳定同位素分析领域的发展极为有限。

气体稳定同位素是指H、C、N、O、S等可以形成稳定气体形态的元素的核素，这类气体通过一类专门的仪器系统进行同位素分析来获得最高的精准度：即通过气体稳定同位素气体同位素质谱仪(IRMS)来连接各种外接设备进行样品的制备和连续流分析，常见的外接设备为元素分析仪EA、气相色谱GC、液相色谱LC、气体预浓缩系统(如PreCon)、多功能气体制备和导入装置(GasBench)等，然而，这些外接设备只能对样品整体进行处理后送入外接设备转化为对应稳定气体形态，再送入气体同位素质谱仪进行分析，未能实现微区原位的气体稳定同位素高精度分析。

目前已有的利用激光剥蚀进行碳酸盐矿物碳氧同位素分析技术为：利用激光器与改装后的显微光学装置同轴安装，高能量的激光束经光学系统聚焦在样品表面，通过产生极高温的方式破坏样品的化学键，使碳酸盐样品分解产生CO₂，离线收集真空纯化的CO₂，再将收集到的CO₂送入气体稳定同位素气体同位素质谱仪进样系统进行测试，这一方法过程是离线的，只能手动一次测试一个样品，目前尚没有激光剥蚀系统应用于气体稳定同位素气体同位素质谱仪碳酸盐碳氧同位素在线分析的装置。

发明内容

本申请实施例提供一种碳酸盐碳氧同位素分析装置，以解决相关技术中测试时只能一次测试一个样品，测试效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳酸盐碳氧同位素分析装置，其包括：旋转台、测量机构，所述旋转台上沿其周向设有多个剥蚀池腔体，所述剥蚀池腔体具有气体进出口；所述测量机构各组件沿所述剥蚀池腔体依次分布，所述测量机构包括：激光系统、排气单元、纯化进样单元和气体同位素质谱仪，激光系统位于剥蚀池腔体上方，其具有一激光作用区，所述激光作用区位于所述剥蚀池腔体的运动路径上；排气单元用于与气体进出口对接，以用氦气替换剥蚀池腔体内的空气；纯化进样单元用于与气体进出口对接，以取样；所述气体同位素质谱仪与纯化进样单元连接；以及，在所述运动路径上，相邻的两个激光系统的激光作用区的距离，为相邻的两个剥蚀池腔体的距离的正整数倍。

所述排气单元包括：第一双路针，所述第一双路针与气体进出口对接，所述第一双路针包括两路气路，其中一路气路用于输气，其中另一路气路用于排出剥蚀池腔体中的气体以排除杂质空气。

所述排气单元还包括：第一气缸，所述第一气缸活动轴与第一双路针连接。

所述旋转台底端设置有驱动装置，所述驱动装置旋转输出端与旋转台固定连接；所述剥蚀池腔体上盖设有镶嵌有窗片的池盖。

所述窗片通过法兰和橡胶圈将池盖密封。

所述气体进出口包括：通管、侧盖和垫片，所述通管与剥蚀池腔体连通，且一端伸出旋转台表面；所述侧盖螺纹连接于通管一端，所述侧盖中部开设有通孔；所述垫片设置于侧盖上，且将通孔密封，所述垫片与第一双路针活动连接。