一種光電直讀光譜儀火花光源的製作方法
2023-09-23 15:54:00 1
一種光電直讀光譜儀火花光源的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種光電直讀光譜儀火花光源，包括交流電輸入和變壓器，其特徵在於：所述交流電輸入與變壓器連接，所述變壓器輸出電壓直接加載到定時信號控制板上，所述變壓器輸出電壓經光源啟動繼電器和帶延遲固態繼電器加到功率板上產生直流高壓，所述功率板輸出的直流高壓電分別供給脈衝成形網絡和點火電路的電容充電，所述定時信號控制板向脈衝成形網絡輸出充電控制脈衝，所述定時信號控制板向點火電路輸出充電控制脈衝和點火觸發脈衝，所述點火電路產生高壓點火脈衝經輔助間隙加到樣品與鎢電極之間的分析間隙。本發明提供了一種結構簡單，具有高重複頻率電流，光譜幹擾與基體效應大大減少的光電直讀光譜儀火花光源。
【專利說明】一種光電直讀光譜儀火花光源
【技術領域】
[0001]本發明涉及火花光源，特別是涉及一種光電直讀光譜儀火花光源。
【背景技術】
[0002]目前的光電直讀光譜儀火花光源，存在以下兩個問題:1、重複頻率低(100周/S)，
2、電流脈衝的峰值無法自動調節，這樣在分析樣品時存在重複精度較差的問題，大大影響了分析的準確度，使用起來十分不便。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種結構簡單，具有高重複頻率電流，光譜幹擾與基體效應大大減少的光電直讀光譜儀火花光源。
[0004]為了解決上述問題，本發明所採取的技術方案是:
一種光電直讀光譜儀火花光源，包括交流電輸入和變壓器，其特徵在於:還包括光源啟動繼電器、帶延遲固態繼電器、定時信號控制板、功率板、脈衝成形網絡和點火電路，所述交流電輸入與變壓器連接，所述變壓器輸出電壓直接加載到定時信號控制板上，所述變壓器輸出電壓經光源啟動繼電器和帶延遲固態繼電器加到功率板上產生直流高壓，所述功率板輸出的直流高壓電分別供給脈衝成形網絡和點火電路的電容充電，所述定時信號控制板向脈衝成形網絡輸出充電控制脈衝，所述定時信號控制板向點火電路輸出充電控制脈衝和點火觸發脈衝，所述點火電路產生高壓點火脈衝經輔助間隙加到樣品與鎢電極之間的分析間隙。
[0005]前述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:還包括光源控制板，所述光源控制板控制光源啟動繼電器和帶延遲固態繼電器的通斷
前述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:還包括阻尼二極體板，在脈衝成形網絡與輔助間隙之間設置有起到對高壓點火脈衝高阻擾的阻尼二極體板。
[0006]前述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:所述點火電路充電電流受光源啟動繼電器的一個觸點控制。
[0007]前述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:所述輔助間隙為5毫米，所述分析間隙為4暈米。
[0008]前述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:所述分析間隙被IS氣控制氣氛包圍。
[0009]本發明的有益效果是:本發明光電直讀光譜儀火花光源包含一個預燃階段，用高能放電作為樣品分析的預處理。由於具有這個特點致使光譜第三元素幹擾和基體效應大量減少，從而使分析精度大大地改善。本發明火花光源是一種高重複頻率電流一脈衝發生器，替換了原來光譜分析儀KH-3/5光源，使光譜分析儀性能上發生質的轉變。
【專利附圖】
【附圖說明】[0010]圖1是本發明光電直讀光譜儀火花光源結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明做進一步的描述。
[0012]如圖1所示，本發明光電直讀光譜儀火花光源:光源輸入交流電壓=IlOVAC最大6A;220VAC最大3A。通過電源插座經線性滬波及電源開關進入Tl變壓器的輸入端。Tl變壓器由兩組110VAC輸入端組成。根據用戶所使用交流電壓自由進行並接(110VAC)或串接(220VAC)。
[0013]Tl變壓器輸出的110VAC直接加到定時信號控制板(SCBD)，290VAC輸出經光源啟動繼電器Kl和帶延遲固態繼電器K4控制加到功率板(PWBD)產生400VDC電壓供光源使用。
[0014]400VDC電壓首先供脈衝成形網絡(PFN)對充電電容充電，並且供點火電路(IGN)對充電電容充電。脈衝成形網絡和點火電路充電電容的充電由定時信號控制板產生重複頻率(400HZ/200HZ)PFN充電脈衝和IGN充電脈衝控制的。點火電路(IGN)充電電流受光源啟動繼電器Kl 一個觸點控制。當脈衝成形網絡充電電容達到額定300VDC和點火電路充電電容達到400VDC時，定時信號控制板上又發出一個IGN點火觸發脈衝。IGN點火觸發脈衝使點火電路上可控矽導通。讓充電電容的400VDC經可控矽放電。單向400HZ/200HZ點火脈衝直接加到高壓變壓器的初級，在高壓變壓器的次級產生15KV的高壓點火脈衝。15KV高壓點火脈衝經輔助間隙加到樣品與鎢電極之間的分析間隙(輔助間隙為5毫米，分析間隙為4毫米)。由於分析間隙高壓放電被氬氣控制氣氛包圍(氬氣純度必須在99.996%以上)，呈現一個低阻抗狀態。這樣給脈衝成形網絡中已存儲高能(300VDC)的充電電容提供一條放電的通道。結果在樣品與鎢電極之間形成一個蒸發和激發樣品的火花。
[0015]光電直讀光譜儀分為三個階段:衝洗、預燃和曝光。光源只有在預燃和曝光階段被啟動和工作。
[0016]光源動作過程:
1、當光譜儀的分析程序被啟動，光譜儀接口部分首先發出光源啟動信號加到光源。此時光源內光源啟動繼電器Kl立即響應，Kl繼電器控制:
①400VDC滬波電容放電的旁路電阻Rl (1.5歐)斷開。
[0017]②PFN充電電容放電的旁路電阻R7/R14 (5K歐)斷開。
[0018]③Tl次級輸出的290VAC接通到延遲固態繼電器開K4的一端。
[0019]④Tl次級輸出的110VAC加到光源的控制板上。
[0020]⑤IGN點火電路的充電電壓被接通(R5+R6)。
[0021]當光源啟動繼電器Kl被啟動之後，光源處於等待狀態。
[0022]2、預燃控制階段
光譜儀預燃控制信號加到光源的控制板上，控制板上Kl (110VDC繼電器)動作，
並且延遲400ms輸出15VDC加到K4一固態繼電器上，這樣從Tl輸出的290VAC經光源啟動繼電器Kl，延遲固態繼電器開K4加到功率板PWBD產生400VDC光源工作直流電壓。
[0023]定時信號板上發出三個控制脈衝:
①PFN充電控制脈衝
②IGN充電控制脈衝 以上兩個信號在正半周期內產生。當PFN和IGN電路充電電容充電電壓PFN達到300VDC，IGN電路達到400VDC。定時信號板在PFN和IGN充電控制脈衝的負半周發出一個IGN觸發脈衝。
[0024]③IGN觸發可控矽脈衝
點火電路上可控矽被觸發。充電電容放電在高壓變壓器上產生+15KV高壓脈衝，這個高壓脈衝在輔助間隙和樣品分析間隙放電。樣品間隙放電形成低阻抗，這樣給PFN充電電容已存儲的高能提供一條放電的通路。結果樣品和鎢電極之間形成一個蒸發和激發樣品的火花。在預燃間期電流脈衝的峰值為100A，對樣品表面進行預處理。
[0025]3、曝光控制階段
預燃階段結束，光源啟動信號仍然保留，Kl仍動作。由於預燃控制信號消失，K4固態繼電器關閉。光譜儀操作轉入曝光階段。曝光控制信號從光譜儀發出經接口加到光源的控制板上，控制板上K2 (110VDC)動作，K3 (24VDC)動作，K3延遲200ms之後先發出曝光繼電器K3 (EXP)動作的控制信號為110VAC。
[0026]K3 (EXP)作用:
①斷開PFN充電電容C2 (6 μ f)，減少電流脈衝的峰值從100A減至35A。
[0027]②斷開電感L2 (35uh)兩端的短接點，使電感L2串入PFN放電通路，使電流脈衝前沿更徒些。提高火花放電的質量。
[0028]等K3 (EXP)繼電器動作結束，控制板上K2繼電器延遲400ms之後發出15VDC控制電平再次加到K4固態繼電器的控制端。又一次形成樣品分析間隙的火花放電。
[0029]光譜儀分析程序同時使測量單元對樣品所有元素的光強值進行數據採集。這樣就完成了 一個樣品分析的操作。
[0030]光源充電和放電的重複頻率可以選擇400HZ和200HZ。無論在預燃和曝光階段均可以選用400HZ和200HZ，這要求用戶根據不同分析材質而定。光源預燃和曝光時間的長短，用戶可根據分析材質的要求選取最佳預燃參數和曝光參數(用戶參數「光源維修和保養技術」上說明)。
[0031]光源的PFN放電迴路串接一塊單向阻尼二極體板(DBD)的主要作用:在PFN放電形成火花期間如果不加阻尼二極體板，則點火電路的+15KV串入PFN迴路將燒壞PFN電路，由於串接一個阻尼二極體板，在點火脈衝發出15KV電壓時，PFN主迴路出現一個高阻抗狀態。阻止任何反串高壓加到PFN電路。阻尼二極體板對PFN充電電容放電通路呈正向低阻抗狀態。如果阻尼二極體上二極體開路將會影響PFN放電脈衝的峰值。明顯的影響樣品激發的狀態。
[0032]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種光電直讀光譜儀火花光源，包括交流電輸入和變壓器，其特徵在於:還包括光源啟動繼電器、帶延遲固態繼電器、定時信號控制板、功率板、脈衝成形網絡和點火電路，所述交流電輸入與變壓器連接，所述變壓器輸出電壓直接加載到定時信號控制板上，所述變壓器輸出電壓經光源啟動繼電器和帶延遲固態繼電器加到功率板上產生直流高壓，所述功率板輸出的直流高壓電分別供給脈衝成形網絡和點火電路的電容充電，所述定時信號控制板向脈衝成形網絡輸出充電控制脈衝，所述定時信號控制板向點火電路輸出充電控制脈衝和點火觸發脈衝，所述點火電路產生高壓點火脈衝經輔助間隙加到樣品與鎢電極之間的分析間隙。
2.根據權利要求1所述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:還包括光源控制板，所述光源控制板控制光源啟動繼電器和帶延遲固態繼電器的通斷。
3.根據權利要求2所述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:還包括阻尼二極體板，在脈衝成形網絡與輔助間隙之間設置有起到對高壓點火脈衝高阻擾的阻尼二極體板。
4.根據權利要求3所述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:所述點火電路充電電流受光源啟動繼電器的一個觸點控制。
5.根據權利要求4所述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:所述輔助間隙為5毫米，所述分析間隙為4毫米。
6.根據權利要求5所述的一種光電直讀光譜儀火花光源，其特徵在於:所述分析間隙被氬氣控制氣氛包圍。
【文檔編號】G01J3/10GK103968941SQ201410219817
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】嶽所祥, 李泉, 楊志強, 杭文輝 申請人:江蘇鑫知源儀器有限公司