CN101718699B - 电感耦合等离子体光源的供气系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种电感耦合等离子体光源的供气系统，包括气源、等离子气供气支路、辅助气供气支路和载气供气支路，所述气源分别通过一质量流量控制器与所述离子气供气支路、辅助气供气支路、载气供气支路连接。在该方案中气源与供气支路之间通过质量流量控制器连接，质量流量控制器能够接收来自于主控制器的模拟电压信号，并根据该电压的大小对输出的流量进行控制，从而大大的提高了工作气体流量的调节与控制的精度以及自动化程度。

Description

电感耦合等离子体光源的供气系统

技术领域

本发明涉及一种供气系统，特别涉及一种给电感耦合等离子体光源供气的供气系统。

背景技术

电感耦合等离子体光源(ICP光源)，作为原子发射光谱仪的激发光源，是原子发射光谱仪的重要部件之一。所谓电感耦合等离子体，就是在输出线圈中施加交变的高频电压，从而在线圈中产生交变的高频电磁场，该电磁场使得线圈内石英炬管中的工作气体中的电子和离子加速运动形成涡流，在电子和离子高速运动的过程中，会与工作气体分子发生碰撞，使得温度急剧升高，升高的温度又会使更多的工作气体的分子电离而产生更多的电子和离子，使温度进一步升高，进而形成可以自持的等离子体焰炬。等离子体焰炬是靠电感线圈耦合的能量来维持，电感线圈相当于变压器的初级，等离子体焰炬中的涡流相当于变压器的次级，这就是电感耦合等离子体的名称来源。由于等离子体焰炬的温度非常高(一般高于6000K)，可以使大多数元素得到激发，使从基态获得能量跃迁到激发态，在向回跃迁的时候，发出该元素的特征谱线。因此电感耦合等离子体是一种非常优秀的激发光源，广泛应用作为原子发射光谱仪的激发光源。该光源作为原子发射光谱仪的激发光源，具有激发能力强、检出限低、灵敏度高、线性范围宽、基体效应小等特点。

ICP光源工作时需要三路工作气体，分别是等离子气、辅助气以及载气，分别起到形成等离子体、冷却炬管内管、雾化液体样品形成气溶胶的作用。目前国内的ICP光源所使用的工作气体通常为氩气，三路工作气体的流量会对光源的稳定性、光源激发强度、输出功率、雾化效率以及检出限等性能指标有很大影响。目前国内的等离子体发生器多数采用玻璃转子流量计进行手动调节工作气体流量的方法，同样存在调节速度缓慢，调节精度差，自动化程度低，故障率高等缺点。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种新的电感耦合等离子体光源的供气系统，在该系统中采用质量流量控制器控制气体的流量，大大提高了工作气体流量的调节与控制的精度以及自动化程度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电感耦合等离子体光源的供气系统，包括气源、等离子气供气支路、辅助气供气支路和载气供气支路，所述气源分别通过一质量流量控制器与所述离子气供气支路、辅助气供气支路、载气供气支路连接。

优选的，所述质量流量控制器包括一质量流量传感器和一电磁阀，所述质量流量传感器的出气口与所述电磁阀的进气口连通，所述质量流量传感器的进气口与出气口之间设有一层流分层件，所述质量流量传感器上还设有一毛细管，所述毛细管的两个开口分别位于所述层流分层件的两侧，所述毛细管上绕制有两组热敏电阻丝构成的测量电桥，所述测量电桥测得的流量信号与预设的流量信号进行比较后经过以放大器与所述电磁阀的控制端连接。

优选的，所述质量流量控制器与计算机连接。

上述技术方案具有如下有益效果：在该方案中气源与供气支路之间通过质量流量控制器连接，质量流量控制器能够接收来自于主控制器的模拟电压信号，并根据该电压的大小对输出的流量进行控制，从而大大的提高了工作气体流量的调节与控制的精度以及自动化程度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为质量流量控制器的结构示意图。

图3为质量流量控制器与计算机连接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的介绍。

如图1所示，该电感耦合等离子体光源的供气系统包括气源1，气源1内的气体经减压阀2、总阀门7后分为三路，一路经电磁阀4、质量流量控制器5与等离子气支路6连接。一路经电磁阀8、质量流量控制器9与辅助气支路10连接，最后一路经减压阀21、电磁阀23、质量流量控制器24与辅助气支路25连接。减压阀2和总阀门7之间设有压力表3，减压阀21和电磁阀23之间设有压力表22.

如图2所示，质量流量控制器包括一质量流量传感器11和一电磁阀17，质量流量传感器11的出气口与电磁阀的进气口17连通，质量流量传感器的进气口与出气口之间设有一层流分层件18，质量流量传感器11上还设有一毛细管12，毛细管12的两个开口分别位于层流分层件18的两侧，毛细管12上绕制有两组热敏电阻丝构成的测量电桥13，测量电桥13测得的流量信号经放大器14放大后与输入装置16预设的流量信号经比较器15进行比较后再经过以放大器放大，最后电磁阀17的控制端连接。

工作时给热敏电阻通电加热。当毛细管12中没有气体流动时，两组热敏电阻温度相同，测量电桥13平衡无信号输出，对应于流量值为零；当毛细管12中有气体流过时，处于上游的绕组和处于下游的绕组会发生不同的温度变化，从而使热敏电阻阻值也产生不同改变，测量电桥输出一个差值信号，此信号的大小与流过传感器的质量流量成正比，该差值信号与预设的信号进行比较后反馈给电磁阀17，从而实现控制电磁阀17的流量。采用毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量，可以不受温度压力的影响。

如图3所示，该质量流量控制器还可与计算机连接，通过计算机输出数字信号，通过数模转换DA输出模拟电压控制质量流量控制器的设定端，通过该设定端来控制质量流量控制器的输出流量。

以上对本发明实施例所提供的一种电感耦合等离子体光源的供气系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电感耦合等离子体光源的供气系统，包括气源、等离子气供气支路、辅助气供气支路和载气供气支路，其特征在于：所述气源分别通过一质量流量控制器与所述等离子气供气支路、辅助气供气支路、载气供气支路连接，所述质量流量控制器包括一质量流量传感器和一电磁阀，所述质量流量传感器的出气口与所述电磁阀的进气口连通，所述质量流量传感器的进气口与出气口之间设有一层流分层件，所述质量流量传感器上还设有一毛细管，所述毛细管的两个开口分别位于所述层流分层件的两侧，所述毛细管上绕制有两组热敏电阻丝构成的测量电桥，所述测量电桥测得的流量信号与预设的流量信号进行比较后经过以放大器与所述电磁阀的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体光源的供气系统，其特征在于：所述质量流量控制器与计算机连接。

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