CN101162215A - 电磁感应式磁化率化学定性分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用物质磁化率性质进行物质定性定量化学分析的分析装置和技术，尤其是通过分析分子磁谱特性而达到定性定量分析和分子结构分析目的的电磁感应式磁化率化学定性分析装置。该装置同时使用计算机谱库自动检索觅合的技术集合、分子磁致热效应检测技术集合、样品热导检测技术集合、瞬间变频的分子磁滞响应检测技术集合。该专利所研制的装置是利用不同分子的磁化率、磁导率、磁滞、热导等分子特性不同、其数值在恒定条件下是唯一确定的原理，通过检测样品在电磁线圈中频率磁场的自感和互感变化响应值的方法，达到定性定量分析的作用，同时还可以起到分析样品分子质量和分子结构的作用。该装置可以单独使用，也可以与色谱类仪器联用，弥补色谱类仪器没有标样不能进行分析工作的缺陷。该装置是结构简单、操作方便，结果直观、费用经济的分子级化学装置，可以提高分析工作效率，降低分析成本。

Description

电磁感应式磁化率化学定性分析装置

一.技术领域：

本发明专利涉及一种定性、定量的分子级化学分析装置和技术，尤其是利用物质磁化率和磁导率等磁谱性质，具有定性、定量分析功能的检测分析装置。该装置可以与气相和液相分离柱联用，可以采用匹配计算机谱库自动检索觅合而确定被测定物质的分子性质和子结构的分析装置。

二.背景技术：

定性定量分析是确定物质化学、物理性质和成分的重要手段，在分析化学中占有首要的位置，常见的分子质量分析方法是质谱类分析技术。

质谱分析技术是通过对样品离子的质量和强度的测定进行成分和结构分析的。样品要经过轰击和离子化过程，利用离子在电场和磁场中的运动性质将离子按质荷比(m/e)进行排列，从而得到样品成分和结构的信息。由于样品经过了离子化的电子轰击过程，因此得到的信息是分子断裂后的分子离子或者是重排后的质谱信息，要了解样品确切的性质还需要经过繁琐的解谱过程。由于不同操作者的经验和水平不同，因此同一样品所得到的分析结果可能也不同。质谱分析仪器有若干种形式，但是没有一种形式的质谱仪器为各种分析目的所通用。质谱仪结构复杂、造价昂贵、操作和维修困难、以及每种形式对分析应用的限制是质谱仪器应用者公认的缺陷。因此，质谱分析仪器的应用受到明显的限制。

“磁属性，是一切物质的必有属性”(法拉第)。物质按磁导率、磁化率区分为抗磁性和顺磁性。不同单组分的物质其磁导率和磁化率以及磁滞的频率反应在恒定的条件下是唯一确定的。利用这个原理所研制的“电磁感应式磁化率化学定性分析装置”具有广谱的分析功能，而且结构简单、操作方便、造价低廉。该装置可以与色谱类仪器联用进行定性定量分析。

色谱类仪器是一种高效、快速的分离分析技术，常规的色谱法分析主要是依据被测样品中的各种组分，同每一个与被测组分属性一致的标准样品进行比较而进行为样品定性定量分析的。由于每只色谱柱固定相的分配性能不一致、仪器运行条件漂移等诸多因素，造成不同时间分析同一样品的响应值不同。因此，在操作时需要经常用标准样品进行标定分析，没有标准样品就不能进行分析工作，这是常规色谱类仪器的弱点。该专利所研制的分析装置与色谱类仪器联用即可弥补这些缺陷。

三.发明内容：

本专利所研制的电磁感应式磁化率化学定性分析装置是利用单一组分样品的分子磁化率、磁导率、磁滞等磁谱特性是唯一确定的原理，采用频率电磁场所产生的自感和互感电动势的方式设计研制的一种应用于化学样品定性定量分析的检测仪器。它通过检测样品的磁属性(磁谱)，测定和计算样品的分子质量、分子结构以及分子性质。该检测器可以单独使用，也可以与色谱类仪器联用。联用后可以解决色谱类仪器没有标样时，不能进行分析工作的缺陷。该装置同时使用计算机谱库自动检索觅合的技术集合、分子磁致热效应检测技术集合、样品热导检测技术集合、瞬间变频的分子磁滞响应检测技术集合。

该专利是一种结构简单、使用方便、经济的化学定性定量分析仪器，与色谱类仪器联用，可免去分析过程中繁琐的标样标定工作和标样的消耗费用，提高分析工作效率，降低分析成本。

四.附图说明：

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

本专利装置主要由(1)可调节变频加热供电系统、(2)温度记录显示系统、(3)可调节变频电磁供电系统、(4)铂质加热丝、(5)高磁阻进样管、(6)(8)(10)初级纳米电磁线圈、(7)(9)次级纳米感应电磁线圈、(11)线性电子信号放大器、(12)互感信号记录显示系统、(13)高磁阻垫圈、(14)计算机和计算机分子磁谱谱库自动觅合系统、(15)自感信号记录显示系统等组成。

在高磁阻进样管(5)的外侧同心套置三只初级纳米电磁线圈(6)(8)(10)，在三只初级纳米电磁线圈的两个空隙处同心套设置二只次级纳米感应电磁线圈(7)(9)。每二只线圈之间同心夹入1片高磁阻垫圈，共4片(13)。在高磁阻进样管(5)的内部中心位置平行安装一根铂质加热丝(4)，铂质加热丝两端联接可调节变频加热供电系统(1)，同时并联于温度记录显示系统(2)。三只初级纳米电磁线圈(6)(8)(10)串联联结，首尾端联结可调节变频电磁供电系统(3)提供电源，同时并联于自感信号记录显示系统(15)。二只次级纳米感应电磁线圈(7)(9)串联连接，首尾联结线性电子信号放大器(11)，电子信号放大器(11)将放大后的电信号送入互感信号记录显示系统(12)和计算机和计算机分子磁谱谱库自动觅合系统(14)。

五、具体实施方案

该专利所研制的电磁感应式磁化率化学定性分析装置是利用“磁属性是一切物质的必有属性”(法拉第)，不同分子的磁化率、磁导率、磁滞等磁谱特性不同，而且其值在恒定条件下是唯一确定的，将化学样品防入电磁线圈外的高磁阻进样管内，初级纳米电磁线圈通入频率电流，样品会被线圈所产生的交变磁场作用而发生磁化现象，此时测定初级纳米电磁线圈和次级纳米电磁线圈的自感和互感电动势可以确定进样管内化学样品的磁导率和磁化率、以及磁阻等磁谱特性。由于不同样品分子的磁谱特性不同、在恒定条件下是唯一确定的，从而可以达到定性定量的分析目地。

该分析装置在工作时铂质加热丝(4)，由可调节变频加热供电系统(1)提供电源，并联结电压温度记录系统(2)，当被测样品充满高磁阻进样管(5)时，可连续检测和记录铂质加热丝(4)的温度变化。三只初级纳米电磁线圈(6)(8)(10)由可调节变频电磁供电系统(3)提供电源，在高磁阻进样管内产生频率磁场，在频率磁场的作用下二只次级纳米感应电磁线圈(7)(9)将产生互感电动势，同时三只初级纳米电磁线圈(6)(8)(10)产生自感电动式。当样品从高磁阻进样管(5)的一侧进入高磁阻进样管并充满管内的空间时，由于不同样品的磁谱属性(磁化率、磁导率、磁滞特性)不同，将改变高磁阻进样管内的磁通量，从而改变二只次级纳米感应电磁线圈(7)(9)的互感电动势和三只初级纳米电磁线圈(6)(8)(10)的自感电动势的响应值；同时加热丝(4)的温度也将因为样品的热导系数不同而随之发生变化，通过观察二只次级纳米感应电磁线圈(7)(9)的互感电动势变化响应值和三只初级纳米电磁线圈(6)(8)(10)的自感电动势变化响应值，以及加热丝(4)的温度变化，可以为高磁阻进样管内的样品进行定性定量分析。

Claims (6)

1.(1)一种利用物质磁化率或磁导率性质定性定量分析物质的方法以及分析分子结构的方法；

2.(2)一种采用一只或一组电磁线圈产生自感的电磁感应结构，用于定性定量分析和分析物质结构以及分子磁化性质的分析装置；

3.(3)一种采用二只或二组电磁线圈产生互感电动势的电磁感应结构，用于定性定量分析物质性质和分析物质结构以及分子磁化性质的分析装置；

4.(4)一种利用感应电磁电动势和温度感应技术集合方法、用于定性分析顺磁性物质和抗磁性物质的分析装置；

5.(5)一种同时应用物质磁化率或磁导率性质分析技术集合、计算机磁谱谱库自动觅合检索技术集合、磁滞特性检测技术集合、热导特性检测技术集合、分子电磁频谱致热特性检测技术集合的用于定性定量分析物质性质的分析装置。

6.(6)一种可以与气相色谱、液相色谱联用，采用分析物质磁化率磁导率、通过检索匹配计算机谱库的方法自动检索觅合而得出被测定样品的物理化学性质的分析装置。