專利名稱：一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置。屬于測(cè)定儀器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
原子吸收分析原理是基態(tài)自由原子對(duì)光輻射能的共振吸收。測(cè)量自由基態(tài)原子對(duì)光輻射能的吸收程度，就可以推斷出樣品中所含元素的濃度。多元素同時(shí)測(cè)定技術(shù)是基態(tài)自由原子同時(shí)對(duì)多個(gè)具有不同特征波長(zhǎng)的光輻射能進(jìn)行共振吸收，測(cè)量自由基態(tài)原子對(duì)不同特征波長(zhǎng)光輻射能的吸收程度，以此推斷出樣品中不同元素所含的濃度。
中國(guó)專利(01219460.3)敘述了一種多道原子吸收光譜儀，由二個(gè)燈架、銅鋅鈣三元素?zé)?、鎂鐵二元素?zé)?、透鏡、火焰吸收池、帶有樣品池的原子化器、帶光線孔的多道單色器、多道信息檢測(cè)器、單片機(jī)控制器及微機(jī)等構(gòu)成，其主要是設(shè)在一燈架上的銅鋅鈣三元素?zé)襞c設(shè)在另一燈架上的鎂鐵二元素?zé)舻奈恢门帕谐市∮?0°的夾角。
中國(guó)專利(03209467.1)敘述了一種原子吸收分光光度計(jì)，其包括有燈架、置于燈架上的元素?zé)?、光路系統(tǒng)、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和電路處理系統(tǒng)，電路處理系統(tǒng)與分光系統(tǒng)連接；原子化系統(tǒng)包括有原子化器和火焰吸收池，分光系統(tǒng)包括有光柵和光電倍增管，電路處理系統(tǒng)包括有單片機(jī)和顯示器，光路系統(tǒng)包括有兩個(gè)凹面鏡和一個(gè)平面鏡，其中，第一凹面鏡與元素?zé)魧?duì)應(yīng)設(shè)置，其中心線與元素?zé)糁行木€有一夾角，平面鏡置于第一凹面鏡的反射光路上，第二凹面鏡置于平面鏡的反射光路上，原子化系統(tǒng)置于平面鏡反射第一凹面鏡的光線聚集點(diǎn)下方，分光系統(tǒng)置于第二凹面鏡的反射光路上。
如果在同時(shí)測(cè)量銅、鋅、鈣、鎂、鐵五種元素的基礎(chǔ)上，要增加被測(cè)元素的數(shù)目并且元素特征譜線間的距離小于儀器的光譜帶寬時(shí)，上述現(xiàn)有技術(shù)由于存在無法克服光譜干擾的缺陷，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的吸光度值降低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不能同時(shí)測(cè)量多于銅、鋅、鈣、鎂、鐵五種元素的多種元素的數(shù)目的技術(shù)不足，提供一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置，是能夠同時(shí)測(cè)量更多元素，光譜干擾少、測(cè)量準(zhǔn)確度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收方法和裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置由光源系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、原子化器、分光系統(tǒng)、光束編組系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，其中光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電連接。上述光源系統(tǒng)由2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)或5個(gè)或6個(gè)或7個(gè)或8個(gè)空心陰極燈和由1個(gè)或和2個(gè)或和3個(gè)或和4個(gè)或和5個(gè)或和6個(gè)或和7個(gè)或和8個(gè)復(fù)合空心陰極燈組成，交替發(fā)出含有一種或一種以上待測(cè)元素特征波長(zhǎng)的單色光束和復(fù)合光束。上述光路系統(tǒng)是由聚焦鏡、半透半反鏡、反射鏡和狹縫等組成，并分為兩部分分別安裝在原子化器的兩端，安裝在光源系統(tǒng)和原子化器之間的部分滿足使光源系統(tǒng)發(fā)出的光束以平行于原子化器或與平行方向呈小于90°的夾角穿過的要求。安裝在原子化器與分光系統(tǒng)之間的部分滿足其穿過原子化器的光束以與光柵的法線方向呈小于30°的入射夾角射入光柵的要求。上述分光系統(tǒng)由光柵組成，將穿過原子化器后射入光柵的含有多種待測(cè)元素特征波長(zhǎng)光束分解成多路只含有一種待測(cè)元素特征波長(zhǎng)的單色光束，將穿過原子化器后射入光柵的含有多種待測(cè)元素特征波長(zhǎng)光束分解成多路只含有一種待測(cè)元素特征波長(zhǎng)的單色光束。上述光束編組系統(tǒng)是由狹縫、帶夾角的組合反射鏡及反射鏡組成，將經(jīng)光柵分光后的多路只含有一種待測(cè)元素特征波長(zhǎng)的單色光束進(jìn)行編組，使其滿足在每個(gè)光電檢測(cè)器上交替檢測(cè)多路光束的要求，其中帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，帶夾角的組合反射鏡的安裝位置滿足光束發(fā)出的位置落在夾角所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，上述光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是由1只或2只或3只或4只的光電倍增管組成，每個(gè)光電倍增管接收一束或交替接收一束以上的光束進(jìn)行檢測(cè)。
上述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由專用單片機(jī)和通用計(jì)算機(jī)組成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有以下優(yōu)勢(shì)1.在一些特定的應(yīng)用領(lǐng)域，如對(duì)人體血中元素的測(cè)定，當(dāng)樣品中各元素的濃度與原子吸收分析裝置的線性測(cè)量范圍不一致，并且由于樣品量非常有限不能采用對(duì)樣品進(jìn)行多次稀釋的方法解決時(shí)，就可以利用本實(shí)用新型的原理，在進(jìn)行裝置的光源系統(tǒng)和光路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)不同濃度范圍的元素，通過設(shè)置不同的復(fù)合輻射光束I1~n與原子化器的夾角α，即可達(dá)到在測(cè)量的同時(shí)將多個(gè)元素同時(shí)“稀釋”到線性測(cè)量范圍的目的。
2.可以利用本實(shí)用新型的原理，在進(jìn)行裝置的光源系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)所測(cè)樣品中元素的數(shù)目、元素特征波長(zhǎng)以及元素間的光譜干擾等綜合因素，通過設(shè)計(jì)不同元素組合的復(fù)合空心陰極燈、空心陰極燈與復(fù)合空心陰極燈的交替導(dǎo)通組合方案，達(dá)到多路單、復(fù)合輻射光束通過原子化器，多個(gè)元素同時(shí)測(cè)量的目的。
3.可以利用本實(shí)用新型的原理，在進(jìn)行裝置的光路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)將光柵分光后的多路含有單一元素特征波長(zhǎng)的光束按波長(zhǎng)接近程度，使其出射的光路重疊或接近于重疊的原則，通過設(shè)計(jì)不同的I1~n與光柵法線的夾角β，以達(dá)到上述目的。
4.可以利用本實(shí)用新型的原理，在進(jìn)行裝置的光束編組系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在上述3的基礎(chǔ)上，將出射光路重疊和接近于重疊的光束編為同一組，每組光束聚焦在同一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器上，出射光路的重疊程度越高，則相對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)所使用的光電轉(zhuǎn)換器數(shù)目就越少，從而達(dá)到光電轉(zhuǎn)換器使用效率高、節(jié)省空間、節(jié)約成本的目的。
5.雖然經(jīng)光柵分光后的出射光路是重疊的，但由于光源系統(tǒng)的工作方式為交替發(fā)出光束，所以不存在現(xiàn)有技術(shù)存在的光譜干擾問題。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的裝置原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型的裝置圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置由光源系統(tǒng)裝置50、光路系統(tǒng)裝置51、53、原子化器52、光柵54、光束編組系統(tǒng)裝置55、光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)裝置56、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)57組成，上述光源系統(tǒng)裝置50可以由2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)或5個(gè)或6個(gè)或7個(gè)或8個(gè)空心陰極燈和由1個(gè)或和2個(gè)或和3個(gè)或和4個(gè)或和5個(gè)或和6個(gè)或和7個(gè)或和8個(gè)復(fù)合空心陰極燈組成。在光源系統(tǒng)裝置50與原子化器52之間裝有光路系統(tǒng)裝置51，是由聚焦鏡、半透半反鏡和反射鏡組成，其安裝位置保證有一路或一路以上光束與原子化器52呈平行方向、另外有一路或一路以上光束與原子化器成小于90°的夾角。在原子化器52與光柵54之間裝有光路系統(tǒng)裝置53，是由聚焦鏡、半透半反鏡、反射鏡和狹縫等組成，其安裝位置保證至少有兩路或兩路以上光束以與光柵54的法線方向呈不同的小于30°的入射夾角β射入光柵54。光柵54與光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)裝置56之間安裝有光束編組系統(tǒng)裝置55，是由狹縫、帶夾角的組合反射鏡和反射鏡組成，其中帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，帶夾角的組合反射鏡的安裝位置保證光束發(fā)出的位置落在夾角所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。光束編組系統(tǒng)裝置55的后面安裝有光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)裝置56及與計(jì)算機(jī)裝置57電連接，其中光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)裝置由1只或2只或3只或4只或5只或6只或7只或8只以上的光電倍增管組成。
實(shí)施例2如圖2、圖3所示，7元素同時(shí)測(cè)量的裝置。本裝置的光源系統(tǒng)裝置含有復(fù)合輻射光源1、復(fù)合輻射光源2、復(fù)合輻射光源3。光路系統(tǒng)裝置有半透半反射鏡4、反射鏡5、聚焦鏡6、聚焦鏡7、聚焦鏡9、聚焦鏡10、反射鏡11、反射鏡12，入射狹縫13、入射狹縫14。有原子化器8、分光系統(tǒng)的光柵15固定在本裝置的結(jié)構(gòu)支撐上，光束編組系統(tǒng)裝置有出射狹縫16、出射狹縫17、出射狹縫18、出射狹縫19、出射狹縫20、帶夾角的組合反射鏡21、反射鏡22。光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)裝置有光電倍增管23、光電倍增管24、光電倍增管25、光電倍增管26，并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27電連接。其中復(fù)合輻射光源1為Fe、Mg復(fù)合空心陰極燈、復(fù)合輻射光源2為Cu、Zn、Ca復(fù)合空心陰極燈、復(fù)合輻射光源3為K、Na復(fù)合空心陰極燈、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27由單片機(jī)和通用計(jì)算機(jī)組成。
復(fù)合輻射光源1的安裝位置與原子化器8呈小于90°的夾角，復(fù)合輻射光源2、復(fù)合輻射光源3的安裝位置與原子化器8呈平行方向。
在原子化器8的前端有光路系統(tǒng)，聚光鏡6安裝復(fù)合輻射光源1的前面；半透半反鏡4和反射鏡5安裝在復(fù)合輻射光源2、復(fù)合輻射光源3前面，同時(shí)半透半反鏡4和反射鏡5成平行角度安裝，聚焦鏡7安裝在半透半反鏡4和反射鏡5的后面；這樣光源系統(tǒng)裝置發(fā)出的光束以平行于原子化器8或與平行方向呈小于90°的夾角α通過原子化器8后進(jìn)入光路系統(tǒng)。
在原子化器的后端有光路系統(tǒng)，聚焦鏡9、聚焦鏡10安裝在反射鏡12、11的一側(cè)，反射鏡11、12的另一側(cè)安裝有入射狹縫13、14和光柵15，光柵15的前面安裝有出射狹縫16、17、18、19、20、帶夾角的組合反射鏡21和反射鏡22。帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，且安裝位置保證光束發(fā)出的位置落在夾角所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。光電倍增管23、24、2526安裝在相應(yīng)的光束接收位置并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27電連接。
復(fù)合輻射光源1發(fā)出的光線K1透過聚焦鏡6、復(fù)合輻射光源2發(fā)出的光線K2透過半透半反射鏡4和聚焦鏡7、復(fù)合輻射光源3發(fā)出的光線K3透過反射鏡5和半透半反射鏡4以及聚焦鏡7分別交替進(jìn)入原子化器8后，光線K1透過聚焦鏡10并經(jīng)反射鏡12及入射狹縫14、光線K2和K3透過聚焦鏡9并經(jīng)反射鏡11及入射狹縫13入射到光柵15，經(jīng)光柵15分光后分成7束分別含有Zn、Fe、Mg、Na、Cu、K、Ca特征波長(zhǎng)的光束K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10。此7束光經(jīng)編組分4路分別交替進(jìn)入光電倍增管23、24、25、26和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27，即可得到7種元素的濃度值。其中K4、K5經(jīng)出射狹縫16和反射鏡22進(jìn)入電倍增管23，K6經(jīng)出射狹縫17后進(jìn)入電倍增管24，K7、K8經(jīng)出射狹縫18后進(jìn)入電倍增管25，K9、K10經(jīng)出射狹縫19、20及帶夾角的組合反射鏡21進(jìn)入電倍增管26。
權(quán)利要求1.一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置，由光源系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、原子化器分光系統(tǒng)、光束編組系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，其中光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電連接，其特征是上述光源系統(tǒng)由2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)或5個(gè)或6個(gè)或7個(gè)或8個(gè)空心陰極燈和由1個(gè)或和2個(gè)或和3個(gè)或和4個(gè)或和5個(gè)或和6個(gè)或和7個(gè)或和8個(gè)復(fù)合空心陰極燈組成，上述光路系統(tǒng)是由聚焦鏡、半透半反鏡、反射鏡和狹縫組成，并分為兩部分分別安裝在原子化器的兩端，上述分光系統(tǒng)由光柵組成，上述光束編組系統(tǒng)是由狹縫、帶夾角的組合反射鏡及反射鏡組成，其中帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，帶夾角的組合反射鏡的安裝位置滿足光束發(fā)出的位置落在夾角所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，上述光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是由1只或2只或3只或4只或5只或6只或7只或8只的光電倍增管組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置，其特征是在光源系統(tǒng)和原子化器之間的光源系統(tǒng)發(fā)出的光束，平行于原子化器或與平行方向小于90°的夾角，在原子化器與分光系統(tǒng)之間的其穿過原子化器的光束與光柵的法線方向呈小于30°的入射夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置，其特征是光源系統(tǒng)裝置含有復(fù)合輻射光源1、復(fù)合輻射光源2、復(fù)合輻射光源3，光路系統(tǒng)裝置有半透半反射鏡4、反射鏡5、聚焦鏡6、聚焦鏡7、聚焦鏡9、聚焦鏡10、反射鏡11、反射鏡12，入射狹縫13、入射狹縫14，有原子化器8、分光系統(tǒng)的光柵15固定在本裝置的結(jié)構(gòu)支撐上，光束編組系統(tǒng)裝置有出射狹縫16、出射狹縫17、出射狹縫18、出射狹縫19、出射狹縫20、帶夾角的組合反射鏡21、反射鏡22，光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)裝置有光電倍增管23、光電倍增管24、光電倍增管25、光電倍增管26，并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27電連接，其中復(fù)合輻射光源1為Fe、Mg復(fù)合空心陰極燈、復(fù)合輻射光源2為Cu、Zn、Ca復(fù)合空心陰極燈、復(fù)合輻射光源3為K、Na復(fù)合空心陰極燈、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27由單片機(jī)和通用計(jì)算機(jī)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置，其特征是光源系統(tǒng)裝置含有復(fù)合輻射光源1、復(fù)合輻射光源2、復(fù)合輻射光源3，光路系統(tǒng)裝置有半透半反射鏡4、反射鏡5、聚焦鏡6、聚焦鏡7、聚焦鏡9、聚焦鏡10、反射鏡11、反射鏡12，入射狹縫13、入射狹縫14，有原子化器8、分光系統(tǒng)的光柵15固定在本裝置的結(jié)構(gòu)支撐上，光束編組系統(tǒng)裝置有出射狹縫16、出射狹縫17、出射狹縫18、出射狹縫19、出射狹縫20、帶夾角的組合反射鏡21、反射鏡22，光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)裝置有光電倍增管23、光電倍增管24、光電倍增管25、光電倍增管26，并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27電連接，其中復(fù)合輻射光源1為Fe、Mg復(fù)合空心陰極燈、復(fù)合輻射光源2為Cu、Zn、Ca復(fù)合空心陰極燈、復(fù)合輻射光源3為K、Na復(fù)合空心陰極燈，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27由單片機(jī)和通用計(jì)算機(jī)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置，其特征是復(fù)合輻射光源1的安裝位置與原子化器8呈小于90°的夾角，復(fù)合輻射光源2、復(fù)合輻射光源3的安裝位置與原子化器8呈平行方向，在原子化器8的前端有光路系統(tǒng)，聚光鏡6安裝復(fù)合輻射光源1的前面；半透半反鏡4和反射鏡5安裝在復(fù)合輻射光源2、復(fù)合輻射光源3前面，同時(shí)半透半反鏡4和反射鏡5成平行角度安裝，聚焦鏡7安裝在半透半反鏡4和反射鏡5的后面；這樣光源系統(tǒng)裝置發(fā)出的光束以平行于原子化器8或與平行方向呈小于90°的夾角α通過原子化器8后進(jìn)入光路系統(tǒng)，在原子化器的后端有光路系統(tǒng)，聚焦鏡9、聚焦鏡10安裝在反射鏡12、11的一側(cè)，反射鏡11、12的另一側(cè)安裝有入射狹縫13、14和光柵15，光柵15的前面安裝有出射狹縫16、17、18、19、20、帶夾角的組合反射鏡21和反射鏡22，帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，且安裝位置保證光束發(fā)出的位置落在夾角所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，光電倍增管23、24、25 26安裝在相應(yīng)的光束接收位置并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝置27電連接。
專利摘要一種多元素同時(shí)測(cè)定的原子吸收裝置有光源系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、原子化器、分光系統(tǒng)、光束編組系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)，方法如下由多路交替發(fā)出的含有待測(cè)元素特征波長(zhǎng)的復(fù)合輻射光束；將上述光束以平行于原子化器或與平行方向呈小于90°的夾角α通過原子化器后，再以與光柵的法線方向呈小于30°的入射夾角β射入光柵，經(jīng)光柵分光后的多路含有單一元素特征波長(zhǎng)的光束，通過光束編組系統(tǒng)后重新編組組合，每組光束組合使用同一光路交替進(jìn)入多路光檢測(cè)器系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)；并經(jīng)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算出每種元素的濃度值。本實(shí)用新型多路單、復(fù)合輻射光束通過原子化器，多個(gè)元素同時(shí)測(cè)量。交替發(fā)出光束，不存在光譜干擾問題。
文檔編號(hào)G01N21/25GK2826408SQ200520110579
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者楊奇 申請(qǐng)人:北京博暉創(chuàng)新光電技術(shù)股份有限公司