CN108107032B - 一种原子荧光光谱仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种原子荧光光谱仪，包括激发光源、汇聚反射装置、原子化器、汇聚透镜、第一光电检测器、取光器和第二光电检测器；激发光源发射出的光束经汇聚反射装置汇聚到原子化器，原子化器中产生的原子荧光被汇聚透镜汇聚到第一光电检测器；取光器采集激发光源发射出的光束，并由第二光电检测器检测激发光源的发射光束强度。本发明提供一种原子荧光光谱仪，按照预设角度放置激发光源，减小了原子荧光光谱仪的体积；通过在光路中设置汇聚反射装置，使得所有不同波长的光线均能精确地会聚到原子化器的中心位置，提高了原子化器的检测灵敏度；通过检测激发光源的发射光束强度，实现了激发光源的能量漂移校正，提高了仪器的检测精度和长期稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种原子荧光光谱仪。
背景技术
原子荧光光谱仪利用原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析，具有光谱干扰小，灵敏度高，线性范围宽及可多元素同时测定等优点，已在食品、医学和环境等领域得到了广泛应用。
现有技术中的原子荧光光谱仪，通常包括激发光源、第一汇聚透镜组、原子化器、第二汇聚透镜组和光电检测器，从激发光源发射出的光经过第一汇聚透镜组进入原子化器，然后，第二汇聚透镜组接收原子化器发射出的原子荧光，并将原子荧光汇聚到光电检测器中。
现有技术中的原子荧光光谱仪，激发光源水平放置，占用体积大且拆装和更换不方便，激发光源发射出光束经透镜汇聚至原子化器，而透镜对不同波长光束的汇聚焦点不一致，从而造成原子荧光光谱仪检测灵敏度降低。随着原子荧光光谱仪的使用时间增长，或者受温度、震动等因素的影响，激发光源会发生能量漂移，导致原子荧光光谱仪的检测精度降低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种原子荧光光谱仪，解决现有技术中的原子荧光光谱仪体积大、检测灵敏度不一致和检测精度低的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种原子荧光光谱仪，包括：
激发光源、汇聚反射装置、原子化器、汇聚透镜和第一光电检测器；
所述激发光源发射出的光束，经所述汇聚反射装置反射后，汇聚到所述原子化器，所述原子化器中产生的原子荧光被所述汇聚透镜汇聚到所述第一光电检测器。
进一步地，还包括：第二光电检测器；
所述第二光电检测器用于检测所述激发光源的发射光束强度。
进一步地，还包括：
取光器和第二光电检测器；
所述取光器从所述汇聚反射装置反射面的背面采集所述激发光源发射出的光束，并将采集到的光束传输至所述第二光电检测器，所述第二光电检测器用于检测所述激发光源的发射光束强度，实现激发光源的能量漂移校正。
进一步地，所述激发光源发出的光束的中心光线与水平面的夹角大于零度。
进一步地，所述原子化器的火焰中心位于所述汇聚反射装置的反射光线的焦点上。
(三)有益效果
本发明提供的原子荧光光谱仪，按照预设角度放置激发光源，减小了原子荧光光谱仪的体积，通过在光路中设置汇聚反射装置，使所有不同波长的光线均能精确地会聚到原子化器的中心位置，保证了不同波长光源检测灵敏度的一致性，从而提高仪器的检测灵敏度，通过设置取光器和第二光电检测器，补偿了激发光源发生能量漂移对检测结果的影响，提高了原子荧光光谱仪的检测精度和长期稳定性。
附图说明
图1为依照本发明实施例的原子荧光光谱仪的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为依照本发明实施例的原子荧光光谱仪的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种原子荧光光谱仪，包括：
激发光源1、汇聚反射装置2、原子化器5、汇聚透镜6和第一光电检测器7；
所述激发光源1发射出的光束，经所述汇聚反射装置2反射后，汇聚到所述原子化器5，所述原子化器5中产生的原子荧光被所述汇聚透镜6汇聚到所述第一光电检测器7。
具体的，本发明实施例提供的原子荧光光谱仪，包括激发光源1、汇聚反射装置2、原子化器5、汇聚透镜6和第一光电检测器7。
激发光源1发射出的光束，经汇聚反射装置2反射后，汇聚到原子化器5，所述原子化器5中产生的原子荧光被所述汇聚透镜6汇聚到所述第一光电检测器7。
汇聚反射装置2可以是汇聚反射镜，也可由光纤组构成，或者可由其他方式构成，实际应用中可视情况而定。
使用时，根据待检测物品的种类，选择特定波长的激发光源，打开激发光源1后，激发光源1发射出光束，光束入射到汇聚反射装置2上后发生反射，然后形成汇聚光，汇聚到原子化器5上，原子化器5中待检测物质的原子经过光束照射后受激发，发出原子荧光，原子荧光入射到汇聚透镜6上，经过汇聚透镜6后形成汇聚透射光，汇聚透射光入射到第一光电检测器7中。
通过按照预设角度放置激发光源，并在光路中设置汇聚反射装置，减小了原子荧光光谱仪的体积，并且避免了汇聚透镜对不同波长光束的汇聚焦点不一致的问题，使得所有不同波长的光线均能精确地会聚到原子化器的中心位置，提高了原子荧光光谱仪的检测灵敏度。
在以上实施例的基础上，进一步地，还包括：第二光电检测器；
所述第二光电检测器用于检测所述激发光源的发射光束强度。
具体的，为了避免长期使用后，原子荧光光谱仪的激发光源发生能量漂移，导致原子荧光光谱仪的检测精度降低。本发明实施例还设置第二光电检测器，第二光电检测器采集激发光源发射出的光束的一部分，并检测采集到的激发光源的发射光束强度，进而计算出激发光源的漂移量。第二光电检测器可以嵌入汇聚反射装置中，或者在汇聚反射装置上开一个微通孔，第二光电检测器设置在汇聚反射装置反射面的背面，通过微通孔采集激发光源的发射光束，以避免因采集光束造成激发光源入射光能量的损失。
在进行光谱分析时，根据激发光源的漂移量作为补偿数据，从而实现了激发光源的能量漂移校正，避免了激发光源发生漂移对检测结果的影响，提高了原子荧光光谱仪的检测精度和长期稳定性。需要说明的是，第二光电检测器仅采集激发光源发射出的光束的很少一部分，实际应用中采集光束的比例可视情况而定，例如，仅采集0.1％，这样可以避免因采集光束造成激发光源入射光能量的损失。
在以上实施例的基础上，进一步地，所述原子荧光光谱仪还包括：
取光器3和第二光电检测器4；
所述取光器3从所述汇聚反射装置2反射面的背面采集所述激发光源1发射出的光束，并将采集到的光束传输至所述第二光电检测器4，所述第二光电检测器4检测所述激发光源的发射光束强度。
具体的，随着原子荧光光谱仪的使用时间的增长，或者受温度、震动等因素的影响，激发光源会发生能量漂移，导致原子荧光光谱仪的检测精度降低。并且，防止因能量漂移校正时采集光束造成激发光源入射光能量的损失。本发明实施例提供的原子荧光光谱仪，包括取光器和第二光电检测器，通过取光器采集激发光源发射出的光束，并由第二光电检测器进行检测激发光源的发射光束强度，进而计算出激发光源的漂移量。
在进行光谱分析时，根据激发光源的漂移量作为补偿数据，从而实现了激发光源的能量漂移校正，避免了激发光源发生漂移对检测结果的影响，提高了原子荧光光谱仪的检测精度和长期稳定性。需要说明的是，取光器仅采集激发光源发射出的光束的很少一部分，实际应用中采集光束的比例可视情况而定，例如，仅采集0.1％，这样可以避免因采集光束造成激发光源入射光能量的损失。
优选的，所述取光器为光纤；
所述光纤的一端嵌在所述汇聚反射装置2中，嵌在所述汇聚反射装置2中的光纤的端面处于所述汇聚反射装置2的反射面上。所述光纤的另一端与所述第二光电检测器4相连。通过嵌在所述汇聚反射装置2中的光纤的一端采集所述激发光源1发射出的光束。
所述取光器3从所述汇聚反射装置2反射面的背面取光，并且通过光纤仅采集激发光源发射出的光束的很少一部分，而现有的原子荧光光谱仪使用汇聚透镜，需从其正面取光，从而避免了从汇聚透镜的正面采集光束而造成激发光源入射光能量的损失。
进一步地，所述激发光源1发出的光束的中心光线与水平面的夹角大于零度。
激发光源1发出的光束的中心光束与水平面的夹角大于零度，即，保证激发光源1非水平放置，可延长其使用寿命，并减小原子荧光光谱仪的体积。
优选的，激发光源1竖直向上发出光束，这样可以进一步延长其使用寿命。
进一步地，所述原子化器5火焰的中心位于所述汇聚反射装置2的反射光线的焦点上。
将原子化器5火焰的中心设置在汇聚反射装置2的反射光线的焦点上，能够使原子化器5接收到的反射光线的能量最强，提高了检测灵敏度。
进一步地，所述第一光电检测器7的中心位于所述汇聚透镜6的透射光线的焦点上。
将第一光电检测器7的中心位于汇聚透镜6的透射光线的焦点上，能够使第一光电检测器7接收到的透射光线的能量最强，提高了检测灵敏度。
本发明提供的原子荧光光谱仪，通过在光路中设置汇聚反射装置，使所有不同波长的光线均能精确地会聚到原子化器的中心位置，并且避免了汇聚透镜对不同波长光束的汇聚焦点不一致的问题，提高了原子荧光光谱仪的检测灵敏度。并且通过设置取光器和第二光电检测器，避免了激发光源的能量漂移对检测结果的影响，进一步提高了原子荧光光谱仪的稳定性和检测精度，以及通过将激发光源按照预设角度放置，减小了原子荧光光谱仪的体积，延长了原子荧光光谱仪的使用寿命，适用于单道测量也适用于双道及多道测量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种原子荧光光谱仪，其特征在于，包括：
激发光源、汇聚反射装置、原子化器、汇聚透镜、第一光电检测器、取光器和第二光电检测器；
所述激发光源发射出的光束，经所述汇聚反射装置反射后，汇聚到所述原子化器，所述原子化器中产生的原子荧光被所述汇聚透镜汇聚到所述第一光电检测器；
所述取光器从所述汇聚反射装置反射面的背面采集所述激发光源发射出的光束，并将采集到的光束传输至所述第二光电检测器，所述第二光电检测器用于检测所述激发光源的发射光束强度；
所述汇聚反射装置上有微通孔，所述微通孔用于第二光电检测器采集所述激发光源发射出的光束。
2.根据权利要求1所述的原子荧光光谱仪，其特征在于，所述激发光源发出的光束的中心光线与水平面的夹角大于零度。
3.根据权利要求1所述的原子荧光光谱仪，其特征在于，所述原子化器火焰的中心位于所述汇聚反射装置的反射光线的焦点上。
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