電感耦合等離子體光源的供氣系統的製作方法
2023-05-15 13:56:56
專利名稱：電感耦合等離子體光源的供氣系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供氣系統，特別涉及一種給電感耦合等 離子體光源供氣的供 氣系統。
背景技術：
電感耦合等離子體光源(ICP光源)，作為原子發射光譜儀的激發光源，是原子發 射光譜儀的重要部件之一。所謂電感耦合等離子體，就是在輸出線圈中施加交變的高頻電 壓，從而在線圈中產生交變的高頻電磁場，該電磁場使得線圈內石英炬管中的工作氣體中 的電子和離子加速運動形成渦流，在電子和離子高速運動的過程中，會與工作氣體分子發 生碰撞，使得溫度急劇升高，升高的溫度又會使更多的工作氣體的分子電離而產生更多的 電子和離子，使溫度進一步升高，進而形成可以自持的等離子體焰炬。等離子體焰炬是靠 電感線圈耦合的能量來維持，電感線圈相當於變壓器的初級，等離子體焰炬中的渦流相當 於變壓器的次級，這就是電感耦合等離子體的名稱來源。由於等離子體焰炬的溫度非常高 (一般高於6000K)，可以使大多數元素得到激發，使從基態獲得能量躍遷到激發態，在向回 躍遷的時候，發出該元素的特徵譜線。因此電感耦合等離子體是一種非常優秀的激發光源， 廣泛應用作為原子發射光譜儀的激發光源。該光源作為原子發射光譜儀的激發光源，具有 激發能力強、檢出限低、靈敏度高、線性範圍寬、基體效應小等特點。ICP光源工作時需要三路工作氣體，分別是等離子氣、輔助氣以及載氣，分別起到 形成等離子體、冷卻炬管內管、霧化液體樣品形成氣溶膠的作用。目前國內的ICP光源所使 用的工作氣體通常為氬氣，三路工作氣體的流量會對光源的穩定性、光源激發強度、輸出功 率、霧化效率以及檢出限等性能指標有很大影響。目前國內的等離子體發生器多數採用玻 璃轉子流量計進行手動調節工作氣體流量的方法，同樣存在調節速度緩慢，調節精度差，自 動化程度低，故障率高等缺點。
實用新型內容針對上述現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種新的電感耦 合等離子體光源的供氣系統，在該系統中採用質量流量控制器控制氣體的流量，大大提高 了工作氣體流量的調節與控制的精度以及自動化程度。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案一種電感耦合等離子體光源的供氣系統，包括氣源、等離子氣供氣支路、輔助氣供 氣支路和載氣供氣支路，所述氣源分別通過一質量流量控制器與所述離子氣供氣支路、輔 助氣供氣支路、載氣供氣支路連接。優選的，所述質量流量控制器包括一質量流量傳感器和一電磁閥，所述質量流量 傳感器的出氣口與所述電磁閥的進氣口連通，所述質量流量傳感器的進氣口與出氣口之間 設有一層流分層件，所述質量流量傳感器上還設有一毛細管，所述毛細管的兩個開口分別 位於所述層流分層件的兩側，所述毛細管上繞制有兩組熱敏電阻絲構成的測量電橋，所述測量電橋測得的流量信號與預設的流量信號進行比較後經過以放大器與所述電磁閥的控 制端連接。優選的，所述質量流量控制器與計算機連接。上述技術方案具有如下有益效果在該方案中氣源與供氣支路之間通過質量流量 控制器連接，質量流量控制器能夠接收來自於主控制器的模擬電壓信號，並根據該電壓的 大小對輸出的流量進行控制，從而大大的提高了工作氣體流量的調節與控制的精度以及自 動化程度。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠 更清楚了解本實用新型的技 術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例並配合附圖詳 細說明如後。本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。圖2為質量流量控制器的結構示意圖。圖3為質量流量控制器與計算機連接的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的介紹。如圖1所示，該電感耦合等離子體光源的供氣系統包括氣源1，氣源1內的氣體經 減壓閥2、總閥門7後分為三路，一路經電磁閥4、質量流量控制器5與等離子氣支路6連 接。一路經電磁閥8、質量流量控制器9與輔助氣支路10連接，最後一路經減壓閥21、電磁 閥23、質量流量控制器24與輔助氣支路25連接。減壓閥2和總閥門7之間設有壓力表3， 減壓閥21和電磁閥23之間設有壓力表22.如圖2所示，質量流量控制器包括一質量流量傳感器11和一電磁閥17，質量流量 傳感器11的出氣口與電磁閥的進氣口 17連通，質量流量傳感器的進氣口與出氣口之間設 有一層流分層件18，質量流量傳感器11上還設有一毛細管12，毛細管12的兩個開口分別 位於層流分層件18的兩側，毛細管12上繞制有兩組熱敏電阻絲構成的測量電橋13，測量電 橋13測得的流量信號經放大器14放大後與輸入裝置16預設的流量信號經比較器15進行 比較後再經過以放大器放大，最後電磁閥17的控制端連接。工作時給熱敏電阻通電加熱。當毛細管12中沒有氣體流動時，兩組熱敏電阻溫度 相同，測量電橋13平衡無信號輸出，對應於流量值為零；當毛細管12中有氣體流過時，處於 上遊的繞組和處於下遊的繞組會發生不同的溫度變化，從而使熱敏電阻阻值也產生不同改 變，測量電橋輸出一個差值信號，此信號的大小與流過傳感器的質量流量成正比，該差值信 號與預設的信號進行比較後反饋給電磁閥17，從而實現控制電磁閥17的流量。採用毛細管 傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質量流量，可以不受溫度壓力的影響。如圖3所示，該質量流量控制器還可與計算機連接，通過計算機輸出數位訊號，通 過數模轉換DA輸出模擬電壓控制質量流量控制器的設定端，通過該設定端來控制質量流 量控制器的輸出流量。以上對本實用新型實施例所提供的一種電感耦合等離子體光源的供氣系統進行了詳細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，因此本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制，凡依 本實用新型設計思想所做的任何改變都在實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種電感耦合等離子體光源的供氣系統，包括氣源、等離子氣供氣支路、輔助氣供氣支路和載氣供氣支路，其特徵在於所述氣源分別通過一質量流量控制器與所述離子氣供氣支路、輔助氣供氣支路、載氣供氣支路連接。
2.根據權利要求1所述的電感耦合等離子體光源的供氣系統，其特徵在於所述質量 流量控制器包括一質量流量傳感器和一電磁閥，所述質量流量傳感器的出氣口與所述電 磁閥的進氣口連通，所述質量流量傳感器的進氣口與出氣口之間設有一層流分層件，所述 質量流量傳感器上還設有一毛細管，所述毛細管的兩個開口分別位於所述層流分層件的兩 側，所述毛細管上繞制有兩組熱敏電阻絲構成的測量電橋，所述測量電橋測得的流量信號 與預設的流量信號進行比較後經過以放大器與所述電磁閥的控制端連接。
3.根據權利要求1所述的電感耦合等離子體光源的供氣系統，其特徵在於所述質量 流量控制器與計算機連接。
專利摘要本實用新型一種電感耦合等離子體光源的供氣系統，包括氣源、等離子氣供氣支路、輔助氣供氣支路和載氣供氣支路，所述氣源分別通過一質量流量控制器與所述離子氣供氣支路、輔助氣供氣支路、載氣供氣支路連接。在該方案中氣源與供氣支路之間通過質量流量控制器連接，質量流量控制器能夠接收來自於主控制器的模擬電壓信號，並根據該電壓的大小對輸出的流量進行控制，從而大大的提高了工作氣體流量的調節與控制的精度以及自動化程度。
文檔編號H01J65/00GK201576658SQ20092025606
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月2日 優先權日2009年12月2日
發明者劉召貴, 夏義峰, 張樹龍 申請人:江蘇天瑞儀器股份有限公司