一種直讀光譜採集裝置製造方法

2023-10-09 05:31:49

一種直讀光譜採集裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種直讀光譜採集裝置，包括激發電極、樣品、採光模塊，所述激發電極對樣品放電形成光源，所述光源包括位於上下兩側的背景區及處於中心位置的光譜區，所述採光模塊和所述光源之間是採光通道，其特點是：所述採光模塊包括固定在所述採光通道內的光闌，所述光闌阻擋所述背景區的紫外光譜。本實用新型具有光譜利用率高、分析速度高等優點。
【專利說明】一種直讀光譜採集裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種光譜採集裝置，尤其是一種直讀光譜採集裝置。
【背景技術】
[0002]圖1所示是常見的直讀光譜激發臺設計，包括激發臺1、電極裝配結構2、電極3、樣品4、採光透鏡5、採光單元6等組成。高壓電信號經過電極3向樣品金屬4放電，擊穿兩者之間的空間氛圍(空氣或者惰性保護氣體)產生電弧/火花光源，產生的光源信號經過採光透鏡5被採集到採光單元6上進入到後續分析單元進行光譜分析。
[0003]由於電弧/火花光源的特性，直讀光譜的炬焰針對不同元素具有不同的蒸發效果，導致在整個炬焰區域形成了不同的溫度梯度，可將樣品和電極之間形成的光源分為三個區域:在靠近電極表面和樣品表面的區域為背景區7，光源的中心部位為光譜區8。
[0004]在背景區，區域溫度較低，蒸發效果顯著，基體樣品大量存在，因此有大量的背景幹擾光譜；而在光譜區，溫度較高，離子密度會較電極和樣品表面低，樣品基體的影響大為降低，因此光譜的背景幹擾將會大大降低，比較適合分析光譜。
[0005]而不同元素所需的激發能量也不同，因此不同元素的最佳激發區域也會不同，比如紫外光譜(如P、S、C等光譜)的激發所需能量較高，因此它們的最佳激發區域在光譜的中心部位，而樣品表面會有大量的背景幹擾，不利於分析紫外光譜；而對於普通的長波光譜，整個炬焰區域都有較好的激發。
[0006]但是在使用時由於光源區域非常小，背景區和光譜區的光譜均會被採光透鏡採集到光譜區，導致光譜幹擾不可避免的存在，尤其是在分析紫外光譜時，背景幹擾對於分析譜線的影響尤為明顯。
[0007]元素譜線中，適合在深紫外區域探測的元素譜線有:
[0008]P: 153.592nm，177.495nm，178.284nm，178.766nm，185.891nm ；
[0009]S:180.731nm ；
[0010]N:174.272nm，174.525nm，149.263nm ；
[0011]As:180.615nm，189.042nm ；
[0012]Al:167.079nm ；
[0013]C:193.091nm。
[0014]Fe的光譜非常豐富，而在直讀光譜儀中，Fe在基體中的含量往往是50%以上，而待分析元素含量往往是ppm級別，兩者相差數萬至數十萬倍，因此Fe等元素的基體幹擾將會影響到待分析元素的檢測，如Fe的193.451nm會影響C193光譜，Fel88.870會影響As光譜189光譜。
[0015]因此，在分析紫外光譜時，需要藉助專門的結構來消除光譜幹擾。
[0016]在目前的直讀光譜儀產品中有兩種做法:
[0017]其一:請參閱圖2，對於有光譜幹擾區域的光譜不採集，只採集中心最佳激發區域的光譜，這樣就消除了紫外光譜幹擾，但是缺點是大量的有用光譜被屏蔽，無法採集，降低了光譜利用率。
[0018]其二:請參閱圖3，在採光通道位置設置一個可以運動的擋光機構9，當需要分析紫外光譜時就將該擋光機構9擋在光路中，這樣可以有效的擋掉一部分樣品表面的背景光，而只將有效的中間激發區域產生的紫外光譜採集到分光系統中，此時會犧牲一部分的光強，同時也會影響到長波的穩定性，不利於長波分析；當分析長波光譜時，則將該擋光機構9移出光路結構，採集全譜的光譜；所以整個分析系統是一個分時分析。同時由於隨著電極和樣品的不同，電極向樣品放電後產生的光源的光譜位置會經常變動，採用該擋光機構設計的結構需要精密調節位置，否則在分析時會導致幹擾消除不徹底或者擋掉了過多有用光譜。

【發明內容】

[0019]為了解決現有技術中的上述不足，本發明提供了 一種在全部採集可見光譜的同時實現紫外光譜幹擾消除的直讀光譜採集裝置。
[0020]為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案:
[0021]一種直讀光譜採集裝置，包括激發電極、樣品、採光模塊，所述激發電極對樣品放電形成光源，所述光源包括位於上下兩側的背景區及處於中心位置的光譜區，所述採光模塊和所述光源之間是採光通道，其特點是:
[0022]所述採光模塊包括固定在所述採光通道內的光闌，所述光闌阻擋所述背景區的紫外光譜。
[0023]進一步，所述光闌為短波截止波片或濾波片。
[0024]作為優選，所述光闌設置在所述採光通道的上部，且未阻擋所述光譜區的光譜。
[0025]作為優選，所述光闌設置在所述採光通道內，所述光闌中心短波通過。
[0026]作為優選，所述光闌中心中空或中心不鍍膜。
[0027]進一步，採光模塊包括採光透鏡，所述光闌為在所述採光透鏡的邊緣部分鍍膜形成。
[0028]進一步，所述光闌為波長漸變濾波片，由上到下依次由長波通過到短波通過。
[0029]本發明與現有技術相比具有以下有益效果:
[0030]1、提高了光譜利用率，將光源所有位置的光譜都採集到分析系統上；
[0031]2、採用一個固定的光闌結構代替傳統的運動光闌來消除樣品表面背景光對紫外光譜的幹擾，同時該光闌又能有效的通過長波光譜，不會對非紫外光譜的穩定性造成不良影響，也不會削弱光譜能量。
[0032]3、同時該光闌是一個固定的結構，它不需要運動，紫外光譜與可見光譜一次採集即可完成，無需分成多個時間段，提高了分析速度。一方面消除了紫外、可見光譜分步曝光的問題，提高了分析效率；另一方面可以減少了運動部件，使得系統更加的穩固可靠。
[0033]無需運動部件即可實現幹擾光譜的消除。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為【背景技術】中的直讀光譜儀的結構示意圖；
[0035]圖2為【背景技術】中的直讀光譜儀僅採集中心光譜的示意圖；[0036]圖3為【背景技術】中設置運動擋光機構的直讀光譜儀結構示意圖；
[0037]圖4為實施例中直讀光譜採集裝置結構示意圖；
[0038]圖5為實施例中直讀光譜採集裝置光闌為波長漸變濾波片時的結構示意圖。【具體實施方式】
實施例
[0039]請參閱圖4，一種直讀光譜採集裝置，包括激發電極3、樣品4、採光模塊6 ；
[0040]高壓電信號經過電極3向樣品4金屬放電，擊穿兩者之間的空間氛圍(空氣或者惰性保護氣體)產生電弧/火花光源，所述採光模塊6和所述光源之間是採光通道11，採光通道11末端是採光透鏡5，光源產生的光信號經過採光透鏡5被採集到採光模塊6上進入到後續分析裝置進行光譜分析。
[0041]所述光源包括位於上下兩側的背景區7及處於中心位置的光譜區8 ；
[0042]所述採光模塊6包括固定在所述採光通道11內的光闌10和探測器，所述光闌10阻擋所述背景區7的紫外光譜。
[0043]所述光闌阻擋了背景區的紫外光譜，同時使得背景區的長波以及光譜區的短波通過，能夠將光源所有位置的光譜都採集到分析系統上，提高了光譜利用率。
[0044]由於阻擋了背景區的紫外光譜，消除了紫外光譜分析時，靠近電極和樣品表面的幹擾光譜的影響，同時光闌是固定在採光通道內的，無需運動部件即可實現幹擾光譜的消除；
[0045]所述光闌阻擋了背景區的紫外光譜，使得紫外光譜與可見光譜一次採集即可完成，無需分成多個時間段，提高了分析速度。
[0046]本發明對光闌結構和光闌在採光通道內的放置位置不加限定，只要特殊結構的光闌配以光闌在採光通道內的特殊放置位置，能夠實現阻擋背景區的紫外光信號的目的即可。
[0047]以下具體說明本發明設計的適應直讀光譜炬焰結構的光闌以及其在採光通道內的放置位置。
[0048]優選的，所述光闌為短波截止波片或濾波片，則在這種情況下:
[0049]請參閱圖4，將所述光闌11設置在所述採光通道11的上部，使其僅僅能擋住背景區7的紫外光譜，而未阻擋所述光譜區8的光譜；
[0050]或，光闌本身材質是短波截止的波片或濾波片，使其中心中空或不鍍膜，則所述光闌中心短波即可通過；將所述光闌設置在所述採光通道內，背景區的光譜照射在光闌邊緣部分，而光譜區的光譜照射在光闌中心可透短波部分。
[0051]優選的，在所述採光透鏡的邊緣部分鍍膜，使鍍膜後的邊緣部分能夠阻擋短波，同時，中心不鍍膜部分能夠透過短波。
[0052]優選的，請參閱圖5，所述光闌為波長漸變濾波片，由上到下依次由長波通過到短波通過。
[0053]上述實施方式不應理解為對本發明保護範圍的限制。本發明的關鍵是:在採光通道內固定設置能夠阻擋背景區短波的光闌實現光譜幹擾的消除。在不脫離本發明精神的情況下，對本發明做出的任何形式的改變均應落入本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種直讀光譜採集裝置，包括激發電極、樣品、採光模塊，所述激發電極對樣品放電形成光源，所述光源包括位於上下兩側的背景區及處於中心位置的光譜區，所述採光模塊和所述光源之間是採光通道，其特徵在於: 所述採光模塊包括固定在所述採光通道內的光闌，所述光闌阻擋所述背景區的紫外光-1'TfeP曰。
2.根據權利要求1所述的直讀光譜採集裝置，其特徵在於:所述光闌為短波截止波片或濾波片。
3.根據權利要求2所述的直讀光譜採集裝置，其特徵在於:所述光闌設置在所述採光通道的上部，且未阻擋所述光譜區的光譜。
4.根據權利要求2所述的直讀光譜採集裝置，其特徵在於:所述光闌設置在所述採光通道內，所述光闌中心短波通過。
5.根據權利要求4所述的直讀光譜採集裝置，其特徵在於:所述光闌中心中空或中心不鍍膜。
6.根據權利要求1所述的直讀光譜採集裝置，其特徵在於:採光模塊包括採光透鏡，所述光闌為在所述採光透鏡的邊緣部分鍍膜形成。
7.根據權利要求1所述的直讀光譜採集裝置，其特徵在於:所述光闌為波長漸變濾波片，由上到下依次由長波通過到短波通過。
【文檔編號】G01N21/67GK203745378SQ201320894331
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】俞曉峰, 韓雙來, 壽淼鈞, 尚豔麗, 陳斌, 楊凱 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司