專利名稱：鎢絲電熱原子吸收光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鎢絲電熱原子吸收光譜儀
一、 技術(shù)領(lǐng)域-
本發(fā)明涉及一種原子吸收光譜儀的設(shè)計(jì)，屬于原子吸收光譜分析領(lǐng)域。
二、 背景技術(shù)
目前廣泛應(yīng)用的原子吸收技術(shù)包括火焰原子吸收(Flame Atomic Absorption Spectrometry, FAAS)和石墨爐原子吸收(Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, GF-AAS)，其中
石墨爐原子吸收更是由于其靈敏度高而在超痕量分析占有不可或缺的地位。
無論是火焰原子吸收還是石墨爐原子吸收，它們一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是儀器無法向小型化 方向發(fā)展，這其中一個(gè)重要的原因是由于原子化器無法小型化。其中石墨爐原子吸收有一些 特有的缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用1.儀器體積龐大，不適合于現(xiàn)場(chǎng)分析；2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作煩瑣； 3.能耗大；4.維持費(fèi)用高，需專業(yè)人員進(jìn)行使用及維護(hù)。因此有必要發(fā)展一種簡(jiǎn)單、小型、 便攜式的原子發(fā)射光譜儀以滿足許多現(xiàn)場(chǎng)分析之需。
鵒絲作為石墨爐的替代品也已廣泛應(yīng)用于原子光譜分析，由于鎢絲體積小、能耗低，在 小型化分析儀器有廣泛的前景。
三、 發(fā)明內(nèi)容
由于現(xiàn)有的石墨爐原子吸收光譜儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、附加設(shè)備多，因而儀器昂貴，能耗大，操 作復(fù)雜，分析成本高。這給石墨爐原子吸收的普及帶來了很大的不便，特別是由于其體積龐 大，無法應(yīng)用于野外、現(xiàn)場(chǎng)分析，因而無法對(duì)環(huán)境樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，現(xiàn)有的石墨爐 原子吸收在教學(xué)、學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方面也存在諸多不便。本發(fā)明意在發(fā)展一種儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 能耗低、價(jià)格低廉的原子吸收光譜儀，能用于野外、現(xiàn)場(chǎng)分析，并能給學(xué)生以直觀的原子吸 收概念。
將鉤絲(附圖1， 6)作為原子吸收光譜儀的原子化器，微型電荷耦合器件(charge coupled device, CCD)為檢測(cè)器(附圖1， 13)，手提筆記本電腦為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(附圖1， 14)， CCD 通過一個(gè)USB接口與手提筆記本電腦連接，獲得了一種簡(jiǎn)單的、小型的、便攜式的鎢絲電熱
原子吸收光譜儀。
鎢絲電熱原子吸收光譜儀與石墨爐原子吸收光譜儀的比較-1與石墨爐原子化器相比，鎢絲原子化器無論是在體積還是能耗都要小的多。 2本發(fā)明采用鎢絲作為原子化器，很簡(jiǎn)單，其體積不足手掌大??；而石墨爐原子化器結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，體積龐大，維持儀器的穩(wěn)定需很多其它的設(shè)備，如控制房間溫度、濕度的附加設(shè)備等。 3 —般的石墨爐原子化器的功率都在2千瓦以上，附上控制房間溫度的空調(diào)、除濕儀等裝置 (空調(diào)功率一般2000 W，除濕機(jī)功率一般700 W)，石墨爐原子吸收的整體能耗在4000 W以 上；而本發(fā)明中鉤絲的理論最大功率為150W，實(shí)際能耗要小于這個(gè)值，約在100W左右， 它對(duì)工作條件的要求遠(yuǎn)不如石墨爐苛刻，室內(nèi)室外均可使用。
4石墨爐原子吸收的檢測(cè)器是光電倍增管，其體積相較于本發(fā)明中使用的CCD要大許多，鵒 絲原子發(fā)射光譜儀的檢測(cè)器(CCD)只有手掌大小， 一般通過一個(gè)USB接口即可由電腦對(duì)其 供電，無需冷卻裝置。
5本發(fā)明非常輕便(小于10Kg)，便于攜帶。
6本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理快速簡(jiǎn)單，譜圖清晰可見，可以記錄強(qiáng)度-波長(zhǎng)-時(shí)間三維數(shù)據(jù)。
四、

圖1是鎢絲電熱原子吸收光譜儀的儀器組成圖，
圖2是用鎢絲電熱原子吸收光譜儀的CCD采集的一幅典型的光線強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖。
五具體實(shí)施方式
整套儀器由三大部分構(gòu)成光源、原子化系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)。光源是一個(gè)普通的空心陰極
燈(附圖l， 1);原子化系統(tǒng)由鎢絲(附圖l， 6)、電源(附圖l， 11)、載氣(附圖l， 10) 和載氣管道(附圖1， 9)組成；檢測(cè)系統(tǒng)則由一個(gè)微型電荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD)(附圖1， 13)和電腦(附圖1， 14)組成，它們之間通過一個(gè)USB接口連接。鎢絲取 自于OSRAM公司生產(chǎn)的幻燈機(jī)燈泡中(型號(hào)HLX64633, 15V， 150W)，小心敲碎幻燈機(jī)燈 泡的外層玻璃燈罩，留下鎢絲和燈座相連。將鎢絲(附圖1， 6)、電源(附圖1， 11)和載氣 管道(附圖1， 9)固定在一個(gè)絕緣的底座上(附圖1， 8)，然后再裝上玻璃罩(附圖1， 4)。 玻璃罩面向?qū)嶒?yàn)者的方向開有一個(gè)小孔(附圖1， 5)，為進(jìn)樣和載氣流出之用。
工作時(shí)，將樣品溶液用微量注射器注入到鎢絲(附圖1， 6)表面，啟動(dòng)電源(附圖1， 11)對(duì)鎢絲進(jìn)行程序升溫。空心陰極燈發(fā)射出的元素的特征譜線經(jīng)透鏡(附圖l， 2)和粘附 在玻璃罩(附圖1， 4)上的石英片(附圖1， 3)后聚焦于鎢絲(附圖1， 6)上方。樣品在 鎢絲上原子化之后吸收來自空心陰極燈的特則譜線，剩余的光穿過石英片(附圖l， 7)后被 透鏡(附圖1， 12)再次聚焦于CCD (附圖1， 13)的入射狹縫。光被CCD采集并通過CCD 自帶軟件輸出至電腦(附圖1， 14)，最后通過Microsoft Excel進(jìn)行處理得到分析結(jié)果。附圖 2即為CCD采集的一幅典型的光線強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖，該圖很清晰地顯示了強(qiáng)度-波長(zhǎng)-時(shí) 間的三維數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.鎢絲電熱原子吸收光譜儀，該光譜儀由空心陰極燈，原子化器，微型電荷耦合器件，手提電腦數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所組成，其特征在于鎢絲作為原子化器，微型電荷耦合器件作為檢測(cè)器。
2. 按權(quán)利要求1所述的鎢絲電熱原子吸收光譜儀，其特征在于儀器的各組成部分是均可拆卸的。
專利摘要鎢絲電熱原子吸收光譜儀，由空心陰極燈(光源)、鎢絲裝置(原子化系統(tǒng))和微型CCD光譜儀(檢測(cè)系統(tǒng))三部分組成，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、能耗低。與現(xiàn)有的石墨爐原子吸收光譜儀相比，鎢絲電熱原子吸收光譜儀耗電少、經(jīng)濟(jì)，便于推廣應(yīng)用；附加設(shè)備少，體積小，便于攜帶，可用于現(xiàn)場(chǎng)分析。此外，鎢絲電熱原子吸收光譜儀可以同時(shí)獲得強(qiáng)度-波長(zhǎng)-時(shí)間三維的實(shí)時(shí)信息，譜圖信息更豐富、更直觀，也有助于大學(xué)儀器分析課程教學(xué)中闡述各種概念。
文檔編號(hào)G01N21/31GK201063020SQ20062003601
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者何藝樺, 侯賢燈, 弋 呂, 鵬 吳 申請(qǐng)人:四川大學(xué)