交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統的製作方法

2023-05-06 17:29:01 1

專利名稱：交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種原子吸收分析裝置，尤其涉及原子吸收分析裝置中 的背景系統較正。
背景技術：
本領域人士眾所周知，交變磁場塞曼背景校正能獲得比直流磁場塞曼背 景校正更高的分析靈敏度，其原因是採用交變磁場在磁場關閉時測量的總吸 收信號中，吸收線沒有發生分裂而在直流磁場中，除正常塞曼效應的元素外， 作為測量總吸收信號的P平行分量的吸收線也發生了分裂。因此測定靈敏度 下降。
但是交變磁場是基於磁場通和斷的調製進行的，因此它不能實現同時背 景校正，對於一些低溫元素測量經常遇到的快速變化的背景信號還會帶來誤 差。
鑑於交變磁場塞曼背景校正和直流磁場塞曼背景校正的優點和缺點可以 互補的特點，可以將交變磁場塞曼背景校正和直流磁場塞曼背景校正整合到 一套系統裡，實現更理想的背景較正。
由本實用新型人之一參與設計的相關的實用新型 一種恆定磁場反塞曼 效應原子吸收分析的方法及其裝置，專利號ZL200410026878.9，授權公告日， 2006年8月16日。該專利提供了一種優良的直流磁場塞曼背景校正光路結構 設計，可以為將交變磁場塞曼背景校正和直流磁場塞曼背景校正整合到一套 系統裡的光路設計基礎。

實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種交直流兩用塞曼效應原子吸收背景較正 系統，同時具有交變磁場塞曼背景校正和直流磁場塞曼背景校正的優點，即具有分析靈敏度高的特點的同時，能實現同時背景校正，對於一些低溫元素
測量經常遇到的快速變化的背景信號基本不會帶來誤差。
本實用新型所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現 交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統，其特徵在於，包括一原子
化器，原子化器兩側裝有一受控磁場發生裝置；所述受控磁場發生裝置連接
對受控磁場發生裝置進行控制的控制裝置；
所述控制裝置控制受控磁場發生裝置產生的磁場的參數； 還包括一塞曼背景校正光路結構，所述塞曼背景校正光路結構為直流磁
場塞曼背景校正光路結構，包括單色器、偏振稜鏡、光檢測器； 所述光檢測器為分別檢測分析光束和參比光束的光檢測器。 交直流兩用塞曼效應原子吸收背景較正系統的使用方法，用所述光檢測
器測量，磁場導通時，實現直流塞曼背景校正；用光檢測器測量，分別在磁
場導通和關斷時，測量P丄分量，實現交流塞曼背景校正。
通過原子化器的光束進入單色器，然後由偏振稜鏡，將所述光束在空間
上分離成分析光束和參比光束，光檢測器分別檢測分析光束和參比光束，經
過運算，分別得到直流塞曼背景校正和交流塞曼背景校正的原子吸收吸光度值。
所述受控磁場發生裝置在所述控制裝置的控制下，產生橫向可變交流/直 流磁場。所述受控磁場為所述交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統提 供交流/直流磁場。
所述交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統在使用中，通過受控磁 場發生裝置為原子化器提供橫向可變交流/直流磁場；
首先通過控制裝置打開受控磁場發生裝置產生磁場，這時產生的磁感應 強度可能不是理想的磁感應強度，在這種磁感應強度不利於在分析時獲得較 高的靈敏度；
接下來通過調整控制裝置，調整磁場發生裝置產生的磁場參數，進而提 高分析時獲得的靈敏度。
本實用新型由於同時具有交變磁場塞曼背景校正和直流磁場塞曼背景校 正的優點，使兩者的諸多缺點得以消除。本實用新型相對於原有的交變磁場塞曼背景校正，將光束在空間上分離成分析光束和參比光束，再把所得光束 通過光檢測器對兩種光束進行檢測、數字運算，得到原子吸收吸光度值，具 有對於一些低溫元素測量經常遇到的快速變化的背景信號基本不會帶來誤差 的優點。本實用新型相對於原有的直流磁場塞曼背景校正，具有磁場參數可 以調整的特點，因此具有分析靈敏度高的特點。'


圖1為原子化器及受控磁場發生裝置結構原理圖2為交直流兩用塞曼效應原子吸收背景較正系統的整體結構示意圖； 圖3為磁場波形規律性變化與P/Z分量變化和P丄分量變化對應關係圖； 圖4正常塞曼效應的元素的;r成分與c7成分在磁場下對應關係圖； 圖5反常塞曼分裂的元素Ag 328.07nm的;r成分與CT成分在磁場下對應關 系圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明 白了解，下面結合具體圖示進一步闡述本實用新型。
參照圖l，使用時首先打開控制裝置l，受控磁場發生裝置2開始產生橫 向交流/直流磁場，磁場對原子化器3產生影響，使原子吸收線發生塞曼分裂。
由圖2可見，本實用新型中採用了雙檢測系統，光束經過置於磁場中的 原子化器，再經過偏振稜鏡P，通過反射鏡M1、 M2將光源輻射的P〃和P丄 (P平行和P垂直)分量，分別導入PMT1 (光電倍增管)和PMT2 (光電倍 增管)。
參照圖3，在磁場導通時，造成吸收線的分裂，分別對P/Z分量和P丄分量 產生吸收。分別測量進入PMT1 (光電倍增管1)和PMT2 (光電倍增管2) 的？//分量和？丄分量。進行計算，實現直流塞曼的同時背景校正，使得背景 吸收信號迅速變化的樣品得到高精度的校正，這種方式在背景校正性能上優 於普通的交變磁場塞曼背景校正。
同時，分別在磁場得導通和關斷期間，測量PMT2 (光電倍增管2)中的P丄分量。進行計算，實現交流塞曼背景校正。這種方式能獲得比直流磁場更 高的分析靈敏度，其原因是在磁場關閉時測量的總吸收信號中，吸收線沒有 發生分裂而在直流磁場中，除正常塞曼效應的元素外，作為測量總吸收信號
的P/Z分量的吸收線也發生了分裂，因此測定靈敏度下降。
本實用新型中可以採用單磁場方式、二磁場方式、三磁場方式，三種方 式可以自由選擇，或靈活變換。所謂二磁場方式就是磁場通和斷的調製，所 謂三磁場方式就是實現零磁場、低磁場和高磁場的調製，以擴展塞曼背景校 正原子吸收的校正曲線的線性範圍。本實用新型充分利用磁場電源創造一種 交流/直流磁場雙檢測器的測量方式，能實現同時校正背景，易於校正快速變 換的背景信號。
參照圖4，對於Cd—類正常塞曼效應的元素(Cd、 Zn、 Mg、 Ca、 Pb、 Sr、 Ba等)由於;r成分沒有分裂而且c7成分的波長位移與磁感應強度成正比， 所以磁感應強度越高分析靈敏度越高。
而對於一些反常塞曼分裂的元素，如Ag、 Li、 Na、 k、 Rb、 Cs等，由於 在磁場下;r成分發生了分裂，所以磁感應強度升高有時靈敏度反而下降。參照 圖5以Ag328.07nm為例，磁感應強度為0.4Tesla時靈敏度最高，而到1Tesla 時靈敏度下降為原來的40%，採用交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系 統時，由於磁感應強度可根據不同元素的塞曼分裂模型來設定，顯然在分析 靈敏度上優於恆定磁場的塞曼背景校正系統。
另外，在實際上由於交變磁場在測總吸收信號和背景信號時，磁場在進 行關和開的調製，複雜的背景信號會發生變化，而在直流磁場中，測量總吸 收信號和背景信號時，由於沒有磁場的調製，背景信號不發生變化。由此可 見，兩種塞曼方式實際上有微小的性能差異，特別是那些會發生光譜線重迭 幹擾的元素。因此對於特定元素，可以選擇不同的方式(交流或直流)以得 到更少的幹擾，更準確的背景校正。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優 點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型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實用新型的原理，在不脫離本實用新型 精神和範圍的前提下，本實用新型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實用新型範圍內。本實用新型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.交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統，其特徵在於，包括一原子化器，原子化器兩側裝有一受控磁場發生裝置；所述受控磁場發生裝置連接對受控磁場發生裝置進行控制的控制裝置；所述控制裝置控制受控磁場發生裝置產生的磁場的參數；還包括一塞曼背景校正光路結構，所述塞曼背景校正光路結構為直流磁場塞曼背景校正光路結構，包括單色器、偏振稜鏡、光檢測器；所述光檢測器為分別檢測分析光束和參比光束的光檢測器。
2. 根據權利要求1所述的交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統， 其特徵在於，所述受控磁場發生裝置為採用實現零磁場、低磁場和高磁場的 調製的三磁場方式的受控磁場發生裝置。
專利摘要交直流兩用塞曼效應原子吸收背景校正系統，涉及一種原子吸收分析裝置，尤其涉及原子吸收分析裝置中的背景系統較正。包括一原子化器，原子化器兩側裝有一受控磁場發生裝置；所述受控磁場發生裝置連接對受控磁場發生裝置進行控制的控制裝置；所述控制裝置控制受控磁場發生裝置產生的磁場的參數；還包括一塞曼背景校正光路結構，所述塞曼背景校正光路結構為直流磁場塞曼背景校正光路結構，包括單色器、偏振稜鏡、光檢測器；所述光檢測器為分別檢測分析光束和參比光束的光檢測器。本實用新型將交變磁場塞曼背景校正和直流磁場塞曼背景校正整合到一套系統裡，實現更理想的背景較正。
文檔編號G01N21/31GK201368848SQ200920067708
公開日2009年12月23日 申請日期2009年2月13日 優先權日2009年2月13日
發明者楊嘯濤, 陳建鋼, 陳江韓 申請人:上海光譜儀器有限公司