本發(fā)明涉及分析儀器的原子化系統(tǒng)領(lǐng)域,尤其是用于原子熒光光譜儀的原子化系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
原子熒光光譜儀作為痕量及超痕量重金屬元素的分析儀器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在食品安全、環(huán)境監(jiān)測、地礦冶金等領(lǐng)域。
原子熒光光譜儀的檢測原理如下:
(1)待測樣品的酸性溶液與堿性硼氫化鉀溶液混合后反應(yīng),生成大量的氫氣和待測元素的氣態(tài)物質(zhì),例如砷元素生成砷化氫氣體,硒元素生成硒化氫氣體,汞則是生成汞原子蒸汽。
(2)氫氣和待測元素的氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過氣液分離后進入原子化器;
(3)氫氣在傳輸在原子化器的上方時被點燃,形成氬氫混合火焰,同時待測元素的氣態(tài)物質(zhì)在氬氫火焰中分解為基態(tài)原子,完成原子化過程,稱之為火焰法。對于汞元素而言,已經(jīng)生成了汞原子,則不需要點燃氬氫火焰,稱之為冷原子法。
(4)基態(tài)原子在特征元素空心陰極燈的輻射下,其外層電子吸收特定波長的光能量發(fā)生共振躍遷,生成原子熒光。
(5)原子熒光被光電探測系統(tǒng)接收,經(jīng)過放大和后續(xù)信號處理后,根據(jù)原子熒光的信號強弱就可以定量計算出待測元素的濃度,從而達到定量檢測痕量及超痕量金屬元素的目的。
火焰法和冷原子法是原子熒光光譜儀檢測過程中必須使用的方法,前者主要用于砷、硒、鉛等在蒸汽發(fā)生反應(yīng)過程中生成氣態(tài)物質(zhì),需要在氬氫火焰中原子化的元素;后者則主要適用于汞、鎘元素。顯然,冷原子法是不適合火焰法元素的檢測的,而火焰法則可以兼顧到汞、鎘冷原子法元素的測量。但是,火焰法氬氫火焰背景噪聲遠大于冷原子法的噪聲;氬氫火焰的較高溫度導(dǎo)致部 分基態(tài)汞、鎘原子熱解離為離子態(tài),基態(tài)原子的數(shù)量遠少于冷原子法,熒光信號被明顯減弱;因此火焰法測量汞、鎘本來適合冷原子法的元素并不能得到最佳的分析結(jié)果。目前,針對上述問題,還是普遍采用分別測量的方法,即同一臺儀器,先測量火焰法元素,再測量冷原子法元素。因此存在分析效率低、分析成本高的缺點。
有鑒于此,為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明人基于相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā),并經(jīng)過不斷測試及改良,進而有本發(fā)明的產(chǎn)生。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種用于原子熒光檢測的雙檢測模式石英爐管,可以實現(xiàn)冷原子法和火焰法的同時測量。
為達上述目的,本發(fā)明提供一種雙檢測模式石英爐管,其包括:第一石英管、第二石英管、第三石英管、第四石英管、第五石英管、第六石英管、第七石英管、第一光窗、第二光窗、第三光窗及第四光窗;
其中所述的第三石英管、第五石英管、第四石英管和第六石英管兩兩相對呈十字形布置且焊接為一體,第三石英管、第五石英管、第四石英管和第六石英管彼此是相通的;
所述的第二石英管的下端垂直焊接于第三石英管、第五石英管、第四石英管和第六石英管的中央的其中一側(cè),第二石英管的上端與第一石英管相連接;
所述的第七石英管的上端垂直焊接于第三石英管、第五石英管、第四石英管、和第六石英管的中央的另一側(cè);
所述的第三石英管的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第一光窗,第四石英管的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第二光窗,第五石英管的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第三光窗,第六石英管的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第四光窗。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,所述的第一光窗處設(shè)有空心陰極燈,冷原子法檢測的冷原子熒光信號通過第二光窗和第四光窗為檢測器所接收。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,所述的第一光窗、第二光窗、第三光窗及第四光窗均由石英片制成。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,所述的第一光窗、第二光窗、第三光窗及第四光窗的直徑均為4-12mm。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,所述的第一石英管的內(nèi)徑為5-15mm。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,所述的第二石英管的內(nèi)徑為0.5-2mm。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,所述的第三石英管、第四石英管、第五石英管和第六石英管的內(nèi)徑均為2-8mm。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,所述第七石英管內(nèi)徑為3-5mm。
所述的雙檢測模式石英爐管,其中,還包括火焰法檢測區(qū),所述的火焰法檢測區(qū)位于第一石英管1的上方3-15mm。
本發(fā)明的有益效果在于:設(shè)計了一種雙檢測模式石英爐管,解決了冷原子法元素和火焰法元素?zé)o法同時高靈敏測量的問題,進一步提高了分析效率,降低了分析成本,具有較佳的應(yīng)用前景。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的剖面示意圖;
圖2為本發(fā)明的俯視圖;
附圖標(biāo)記說明:1-第一石英管;2-第二石英管;31-第三石英管;32-第四石英管;33-第五石英管;34-第六石英管;5-第七石英管;41-第一光窗;42-第二光窗;43-第三光窗;44-第四光窗。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的形狀、構(gòu)造以及特點能夠更好地被理解,以下將列舉較佳實施例并結(jié)合附圖進行詳細說明。
如圖1和圖2所示,分別為本發(fā)明的剖面示意圖和俯視圖。本發(fā)明提供一種雙檢測模式石英爐管,可以實現(xiàn)冷原子法和火焰法的同時測量,其主要包括:第一石英管1、第二石英管2、第三石英管31、第四石英管32、第五石英管33、第六石英管34、第七石英管5、第一光窗41、第二光窗42、第三光窗43及第四光窗44。
其中,所述的第三石英管31、第五石英管33、第四石英管32、第六石英管34兩兩相對呈十字形布置且焊接為一體,第三石英管31、第五石英管33、第四石英管32、第六石英管34彼此是相通的。
所述的第二石英管2的下端垂直焊接于第三石英管31、第五石英管33、第四石英管32、第六石英管34的中央的其中一側(cè),第二石英管2的上端與第一石英管1相連接。
所述第七石英管2的上端垂直焊接于第三石英管31、第五石英管33、第四石英管32、第六石英管34的中央的另一側(cè)。
所述的第三石英管31、第五石英管33、第四石英管32、第六石英管34與第二石英管2和第七石英管5都是連通的。
此外,所述的第三石英管31的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第一光窗41,第四石英管32的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第二光窗42,第五石英管33的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第三光窗43,第六石英管34的外側(cè)能夠拆卸地安裝有第四光窗44。
所述的第一光窗41、第二光窗42、第三光窗43及第四光窗44均由石英片制成,且直徑均為4-12mm。
此外,所述的第一石英管1的內(nèi)徑優(yōu)選為5-15mm;所述的第二石英管2的內(nèi)徑優(yōu)選為0.5-2mm;所述第三石英管31、第四石英管32、第五石英管33、第六石英管34的內(nèi)徑均為2-8mm;所述第七石英管內(nèi)徑優(yōu)選為3-5mm。
所述第七石英管5與原子熒光光譜儀的第七石英管(圖中未示)相連接。
所述火焰法檢測區(qū)位于第一石英管1的上方3-15mm,所述冷原子法檢測的冷原子熒光信號通過第二光窗42和第四光窗44為檢測器所接收。
用于原子熒光檢測的雙檢測模式石英爐管,其工作過程舉例說明如下:
(1)經(jīng)過氣液分離后的待測元素的氣態(tài)物質(zhì)、氫氣和氬氣自第七石英管5進入雙檢測模式石英爐管。
(2)由于第二石英管2的限流效應(yīng),氣態(tài)物質(zhì)在經(jīng)過第二石英管2進入第一石英管1之前的停留時間相對較長,以便于冷原子法檢測汞、鎘元素。汞、鎘原子蒸汽被通過第一光窗41的空心陰極燈照射,生成原子熒光的特征譜線,透過第二光窗42和第四光窗44被原子熒光的光電倍增管所接收并檢測。根據(jù)原子熒光信號的強弱,進行定量分析。
(3)自第二石英管2進入第一石英管1的氣態(tài)物質(zhì)、氫氣和氬氣自第一石英管1頂部流出,氫氣在第一石英管1的上方被點燃,形成穩(wěn)定的氬氫火焰,待測元素的氣態(tài)物質(zhì)在氬氫火焰中生成基態(tài)原子。空心陰極燈發(fā)射的光照射在照射在基態(tài)原子上,生成原子熒光,被原子熒光的光電倍增管所接收并檢測。根據(jù)原子熒光信號的強弱,進行定量分析。
(4)合并(2)和(3)的分析結(jié)果,即可同時獲得冷原子法和火焰法的測量結(jié)果。
綜上所述,本發(fā)明設(shè)計了一種雙檢測模式石英爐管,其結(jié)構(gòu)簡單,成本低,解決了冷原子法元素和火焰法元素?zé)o法同時高靈敏測量的問題,進一步提高了 分析效率,降低了分析成本,具有較佳的應(yīng)用前景。
以上對本發(fā)明的描述是說明性的,而非限制性的,本專業(yè)技術(shù)人員理解,在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進行許多修改、變化或等效,但是它們都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。