電感耦合等離子體功率線圈的製作裝置製造方法
2023-05-24 01:12:21
電感耦合等離子體功率線圈的製作裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電感耦合等離子體（ICP）功率線圈的製作裝置，所述製作裝置包括：螺紋模塊，包括圓柱體部和結合部，圓柱體部的外表面上形成有螺紋槽，以用於形成電感耦合等離子體功率線圈的主體部；矩形模塊，包括分別形成在矩形模塊的上表面和下表面上的凹槽和形成在矩形模塊的側表面上的結合槽，凹槽用於形成電感耦合等離子體功率線圈的端部，其中，當結合部插入到結合槽中時，螺紋模塊與矩形模塊相對固定。根據本實用新型的實施例的ICP功率線圈的製作裝置，製作出來的ICP功率線圈參數一致性好，保證了儀器更換新的功率線圈後負載一致性好，匹配參數基本保持一致，完全可以免除工程師重新校準參數的工作，省時省力。
【專利說明】電感耦合等離子體功率線圈的製作裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電感耦合等離子體功率線圈(ICP)功率線圈的製作裝置。
【背景技術】
[0002]在分析儀器領域中電感耦合等離子體功率線圈(ICP)光譜儀和ICP質譜儀是主流的分析儀器，ICP激發源是上述分析儀器的重要組成部分，而ICP功率線圈是激發源中射頻功率輸出部件。功率線圈為ICP相關分析儀器常用耗材，功率線圈參數一致性差會導致更換功率線圈後匹配狀態變化較大最終導致儀器不能正常工作。需要工程師重新調校匹配參數，耗時費力。
[0003]另外，由於有些廠商的ICP線圈參數一致性差，更換線圈後需要工程師到現場為客戶重新調校儀器，售後成本難以控制，於是研製一種ICP功率線圈製作裝置來保證功率線圈一致性已成為本領域中亟待解決的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供了一種電感耦合等離子體功率線圈的製作裝置，以解決現有技術製作的ICP功率線圈一致性差的問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種電感耦合等離子體功率線圈的製作裝置，所述製作裝置包括:螺紋模塊，包括圓柱體部和結合部，所述圓柱體部的外表面上形成有螺紋槽，以用於形成電感耦合等離子體功率線圈的主體部；矩形模塊，包括分別形成在矩形模塊的上表面和下表面上的凹槽和形成在矩形模塊的側表面上的結合槽，所述凹槽用於形成電感耦合等離子體功率線圈的端部，其中，當所述結合部插入到結合槽中時，所述螺紋模塊與矩形模塊相對固定。
[0006]根據本實用新型的實施例，所述結合部可呈圓柱形，並且結合部的直徑可大於圓柱體部的直徑。
[0007]根據本實用新型的實施例，所述結合部可與所述圓柱體部一體地形成並且同軸。
[0008]根據本實用新型的實施例，所述凹槽可貫穿所述矩形模塊。
[0009]根據本實用新型的實施例，所述矩形模塊的不用於形成電感耦合等離子體功率線圈的部分可被切除，使得矩形模塊形成為「匚」字形。
[0010]根據本實用新型的實施例的ICP功率線圈的製作裝置，通過圓柱體部的螺紋槽保證了線圈之間的間距和線圈的內徑的一致性，同時利用矩形模塊保證了 ICP功率線圈到匹配電容的距離精確性，從而使得使用本實用新型製作出來的ICP功率線圈參數一致性好，保證了儀器更換新的功率線圈後負載一致性好，匹配參數基本保持一致，完全可以免除工程師重新校準參數的工作，省時省力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]通過下面結合附圖對實施例進行的描述，本實用新型的這些和/或其他方面和優點將會變得清楚和更易於理解，其中:
[0012]圖1是示出根據本實用新型的實施例的製作裝置的螺紋模塊結構示意圖；
[0013]圖2是示出根據本實用新型的實施例的製作裝置的矩形模塊結構示意圖；
[0014]圖3和圖4是根據本實用新型的實施例的螺紋模塊和矩形模塊組合使用的透視圖；
[0015]圖5是示出使用本實用新型的實施例的製作裝置製作出來的X？功率線圈的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]現在對本實用新型實施例進行詳細的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標號始終表示相同部件。下面通過參照附圖對實施例進行描述以解釋本實用新型。
[0017]圖1是示出根據本實用新型的實施例的製作裝置的螺紋模塊結構示意圖；圖2是示出根據本實用新型的實施例的製作裝置的矩形模塊結構示意圖；圖3和圖4是根據本實用新型的實施例的螺紋模塊和矩形模塊組合使用的透視圖。
[0018]參照圖1至圖4，根據本實用新型的實施例的電感耦合等離子體功率線圈300的製作裝置可包括:螺紋模塊100，包括一體地形成的圓柱體部120和結合部110，圓柱體部120的外表面上形成有螺紋槽，以用於形成電感耦合等離子體功率線圈300的主體部310 ；矩形模塊200，整體是底邊為矩形的直角六面體，包括分別形成在矩形模塊200的上表面201和下表面202上的凹槽2203和2206以及形成在矩形模塊200的一個側表面203(垂直於凹槽2203和2206的延伸方向)上的結合槽210，凹槽2203和2206分別用於形成電感耦合等離子體功率線圈300的兩個端部3303和3306，其中，當纏繞有炬管線圈銅管在圓柱體部120的螺紋模塊100通過將結合部110插入到結合槽210中而與矩形模塊200結合時，螺紋模塊100與矩形模塊200相對固定。
[0019]螺紋模塊100整體可形成為「I'」字形，具體地講，螺紋模塊100的結合部110呈圓柱形，結合部110的直徑大於圓柱體部120的直徑並且結合部110與圓柱體部120同軸。但螺紋模塊100的結合部110不限於此，結合部也可以為其他形狀(例如，稜柱形),只要結合部110的側邊突出到圓柱體部120的外側，並在矩形模塊200上形成與結合部110的突出的特定部分的形狀對應的結合槽210 (例如，對應與稜柱形的結合部突出到圓柱體部120的特定部分的形狀，結合槽210可以呈具有特定角度的槽),在製作10？功率線圈時使螺紋模塊100和矩形模塊200固定即可。另外，螺紋模塊100整體也可以形成其他形狀(例如，「「」字形另外，為了節省材料並減輕螺紋模塊100的重量，可沿著螺紋模塊100的中部形成通孔130。
[0020]此外，根據功率線圈300的主體部310的形狀，優選地使形成在圓柱體部120的外表面上的螺紋槽的空間正好能夠容納製作X？功率線圈300的炬管線圈銅管且其深度不大於炬管線圈銅管的直徑，從而保證利用本實用新型的製作裝置製作的每個10？功率線圈300的一致性。此外，圓柱體部120的螺紋槽使得形成的每匝線圈之間的間距相等並且每匝線圈的內徑相同，從而進一步保證製作的X？功率線圈的一致性。
[0021]同樣地，為了節省材料並減輕矩形模塊200的重量，可優選地使矩形模塊200的不用於形成電感耦合等離子體功率線圈300的部分被切除，即，使矩形模塊200形成為「匚」字形。在這種情況下，結合槽210形成「匚」字形矩形模塊200的側表面203上，根據螺紋模塊100與矩形模塊200結合後的相對位置來確定製作ICP功率線圈300時ICP功率線圈300的端部330a和330b延伸的位置，從而根據所述位置處形成凹槽220a和220b，具體地講，在「匚」字形矩形模塊200的上表面201和下表面202上均形成有彼此平行並且其延伸方向垂直於側表面203的凹槽220a和220b，並且凹槽220a和220b的空間正好能夠容納炬管線圈銅管，以保證利用該製作裝置製作的每個ICP功率線圈300的端部330a和330b的一致性。
[0022]另外，由於每匝線圈之間的間距、線圈的內徑、線圈到匹配電容的距離是決定ICP功率線圈參數一致性的三要素。而每匝線圈之間的間距、線圈的內徑的一致性通過本實用新型的製作裝置的圓柱體部120的螺紋槽得到保證。為了保證線圈到匹配電容的距離，可優選地根據所述距離設置矩形模塊200的寬度(即，上表面201和下表面202的寬度)，並且凹槽220a和220b分別貫穿矩形模塊200的上表面201和202，以在ICP功率線圈300製作完成後分別在與上表面201和下表面202的外側齊平的位置將矩管線圈銅管剪斷。這樣，就保證了製作的ICP功率線圈到匹配電容的距離的一致性。
[0023]但本實用新型的實施例的凹槽的也可如圖2至圖4所示，分別在矩形模塊200的上表面201和下表面202上各設置兩個凹槽，當圓柱體部120的螺紋的旋向與圖示的螺紋的旋向相反時，製作ICP功率線圈可使用除凹槽220a和220b外的另外兩個凹槽。
[0024]參照圖3和圖4，根據本實用新型的ICP功率線圈的製作裝置製作ICP功率線圈300時的步驟包括:(1)按照預定的匝數將炬管線圈銅管纏繞到螺紋模塊100的圓柱體部120的螺紋槽中，並在兩端留出一定的長度的炬管線圈銅管；(2)將結合部100插入到結合槽210中，使纏繞有炬管線圈銅管的螺紋模塊100和矩形模塊200結合到一起，並且保證纏繞形成的ICP功率線圈300的主體部310的每匝線圈均與矩形模塊200的側表面203貼合；
(3)將纏繞在圓柱體部120的炬管線圈的兩端貼著矩形模塊200的側表面203分別延伸至上表面201和下表面202上的凹槽220a和220b中；(4)沿著矩形模塊200凹槽終點外的側壁(即，與側表面203相對的側表面)使用切管器將炬管線圈銅管的兩端切斷，從而完成ICP功率線圈的製作。
[0025]圖5是示出使用本實用新型的實施例的製作裝置製作出來的ICP功率線圈300的結構示意圖。由於根據本實用新型的製作裝置，通過圓柱體部的螺紋槽保證了線圈之間的間距和線圈的內徑的一致性，同時利用矩形模塊保證了線圈到匹配電容的距離精確性，從而使得使用本實用新型製作出來的ICP功率線圈參數一致性好，保證了儀器更換新的功率線圈後負載一致性好，匹配參數基本保持一致，完全可以免除工程師重新校準參數的工作，省時省力。
[0026]下面又通過實驗對使用實用新型的ICP功率線圈的製作裝置製作出來的線圈的一致性進行了進一步的驗證。
[0027]根據本實用新型的實施例的ICP功率線圈的製作裝置，製作了 5個ICP功率線圈，並使用安捷倫公司的4294A型阻抗測試儀，在頻率為40.68MHz的情況下對5個ICP功率線圈進行了實驗，測得的電感量分別為330.6nH、330.lnH、329.3nH、330.3nH、331.0nH。從這組數據可以看出，利用本實用新型製作的ICP功率線圈的製作裝置實驗測得的電感量非常接近，這就表面這5個ICP功率線圈的一致性非常好。從而可以得知利用本實用新型的製作裝置能夠製作出滿足一致性要求的X？功率線圈。
[0028]雖然描述了利用本實用新型的實施例的X？功率線圈的製作裝置製作如圖5所示的10？功率線圈300的結構，但由於10？功率線圈的結構不限於此，例如，10？功率也可以是其延伸的端部具有預定角度的形狀，對於這種結構的功率線圈，可以對矩形模塊的上表面和下表面的凹槽進行相應的改動。本實用新型的實施例的製作裝置可根據X？功率線圈的形狀做出相應變化。
[0029]每匝線圈之間的間距、線圈的內徑、線圈到匹配電容的距離是決定10？功率線圈參數一致性的三要素，本實用新型從這三要素出發，通過圓柱體部的螺紋槽保證了線圈之間的間距和線圈的內徑的一致性，同時利用矩形模塊保證了線圈到匹配電容的距離精確性，從而保證10？功率線圈參數的一致性。
[0030]雖然已表示和描述了本實用新型的一些實施例，但本領域技術人員應該理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定其範圍的本實用新型的原理和精神的情況下，可以對這些實施例進行修改。
【權利要求】
1.一種電感耦合等離子體功率線圈的製作裝置，其特徵在於，所述製作裝置包括: 螺紋模塊，包括圓柱體部和結合部，所述圓柱體部的外表面上形成有螺紋槽，以用於形成電感耦合等離子體功率線圈的主體部； 矩形模塊，包括分別形成在矩形模塊的上表面和下表面上的凹槽和形成在矩形模塊的側表面上的結合槽，所述凹槽用於形成電感耦合等離子體功率線圈的端部， 其中，當所述結合部插入到結合槽中時，所述螺紋模塊與所述矩形模塊相對固定。
2.如權利要求1所述的製作裝置，其特徵在於，所述結合部呈圓柱形，並且結合部的直徑大於圓柱體部的直徑。
3.如權利要求2所述的製作裝置，其特徵在於，所述結合部與所述圓柱體部一體地形成並且同軸。
4.如權利要求1所述的製作裝置，其特徵在於，所述凹槽貫穿所述矩形模塊。
5.如權利要求1所述的製作裝置，其特徵在於，所述矩形模塊的不用於形成電感耦合等離子體功率線圈的部分被切除，使得矩形模塊形成為「匚」字形。
【文檔編號】H01F41/04GK203631473SQ201320839155
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】羅劍秋, 趙英飛, 任立志, 唐振山, 董海洋 申請人:鋼研納克檢測技術有限公司