CN109142324A - 一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测rf射频电源的保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，包括ICP火焰燃烧室、光信号采集系统、光电转换系统、状态判断系统、RF电源控制系统、RF频电源、匹配负载和上位机人机界面，所述光信号采集系统采集ICP火焰燃烧室内的火焰，该光信号采集系统输出端连接有光电转换系统，光电转换系统将信号传输出到状态判断系统，状态判断系统输出端连接有RF电源控制系统，该RF电源控制系统将状态信号传送至上位机人机界面，上位机人机界面输出端连接RF电源控制系统将控制信号传送至RF电源控制系统，RF电源控制系统将RF电源控制信号传输至RF射频电源，RF射频电源匹配负载，本装置用于ICP火焰的监测，将监测的反馈信号做高低电平信号反馈给主控系统，作为火焰有无的判断信号，且设计成本低，监测控制准确，安全性高。
Description
技术领域
本发明属于检测信号领域，尤其涉及一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法。
背景技术
火焰监测装置用于ICP火焰的监测，将监测的反馈信号做高低电平信号反馈给主控系统，作为火焰有无的判断信号，目前市场使用一般通过侧面现象来反应火焰的有无，不能直观的来监测，且设计成本高，不适宜推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，解决现有技术中存在的无直观监测和反馈有无火焰，且本设计成本低，监测控制准确，安全性高。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，包括ICP火焰燃烧室、光信号采集系统、光电转换系统、状态判断系统、RF电源控制系统、RF频电源、匹配负载和上位机人机界面，所述光信号采集系统采集ICP火焰燃烧室内的火焰，该光信号采集系统输出端连接有光电转换系统，光电转换系统将信号传输出到状态判断系统，状态判断系统输出端连接有RF电源控制系统，该RF电源控制系统将状态信号传送至上位机人机界面，上位机人机界面输出端连接RF电源控制系统将控制信号传送至RF电源控制系统， RF电源控制系统将RF电源控制信号传输至RF射频电源，RF射频电源匹配负载。
进一步的：所述光信号采集系统采用1mm直径的塑料光纤，有 0.2dB/m的常见衰减，波长范围在650nm±15nm。
进一步的：所述ICP火焰燃烧室采用密封设计，避免辐射泄漏。
更进一步的：所述光电转换系统采用光纤信号检测光源，将检测到的光信号连接到光纤收发器，光纤收发器可以选用波长为600nm的接收器，接收器工作电压+5V，当有相应波长信号输入时光纤接收器反馈高电平5V，无相应波长信号输出时输出电压0V，从而将收接收的光信号的有无，用高低电平来反馈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本装置用于ICP火焰的监测，将监测的反馈信号做高低电平信号反馈给主控系统，作为火焰有无的判断信号，且设计成本低，监测控制准确，安全性高。
附图说明：
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明实施例一的工作设计原理流程图；
图3为本发明实施例二的工作设计原理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明予以实施，但所举实施例不作为本发明的限定。
一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，包括ICP火焰燃烧室、光信号采集系统、光电转换系统、状态判断系统、RF电源控制系统、RF频电源、匹配负载和上位机人机界面，所述光信号采集系统采集ICP火焰燃烧室内的火焰，该光信号采集系统输出端连接有光电转换系统，光电转换系统将信号传输出到状态判断系统，状态判断系统输出端连接有RF电源控制系统，该RF电源控制系统将状态信号传送至上位机人机界面，上位机人机界面输出端连接RF电源控制系统将控制信号传送至RF电源控制系统， RF电源控制系统将RF电源控制信号传输至RF射频电源，RF射频电源匹配负载。
光信号采集系统：
采用1mm直径的塑料光纤，有0.2dB/m的常见衰减，波长范围在 650nm±15nm，由于光谱仪器在设计使用中，燃烧室部分都采用密封设计，主要是由于激发源发出的光具有较强的光辐射，目前市场使用工作频率一般是27.12MHz或者40.68MHz，为了避免辐射泄漏，密封设计是必须的。
光电转换系统：
检测信号为光信号，在实际使用中，需要就行光电信号转换，通常采用PMT对检测的光信号进行处理，但是由于PMT成本太高，方案设计复杂，本设计直接采用光纤信号检测光源，将检测到的光信号连接到光纤收发器，光纤收发器可以选用波长为600nm的接收器，接收器工作电压+5V，当有相应波长信号输入时光纤接收器反馈高电平5V，无相应波长信号输出时输出电压0V，从而将收接收的光信号的有无，用高低电平来反馈。
工作流程：
ICP火焰为仪器装置要检测的对象，火焰的光信号通过光信号采集系统传送到光电转化系统，然后将光信号转换为电信号，光电信号转化后通过状态转换系统，将检测信号转化为高低电平信号，高信号设置为有火焰，低信号设置为无火焰，然后将状态信号传送给RF电源控制系统，RF电源控制系统可以通过硬件保护实施，或者通过软件方式进行控制实施，当仪器工作过程中出现无火焰信号时，可以及时的通过硬件或者软件的保护方式进行保护。
实例一：
ICP单道仪器中设计的一款软件保护功能的火焰检测装置设置，工作设计原理：
整个检测保护系统由光纤、火焰检测板、RF控制板、上位机软件组成，光纤采用直径1mm的光纤组成，通过光的波长为600nm，火焰检测板由光纤接收器和逻辑判断电路，以及信号滤波电路组成，逻辑判断电路通过接收器的转化信号转换为高低电平信号，传送给主控系统，一般由FPGA作为主要信号处理芯片，通过网口通讯将信号传送至上位机软件，当仪器正常工作时，如果上位机软件接收到信号为高电平信号，判断为工作正常，不对RF电源做任何操作，如果上位机接收到信号为低电平，判断为无火焰，RF电源工作异常，上位机软件发送关闭电源控制信号，及时对电源进行保护。
实施例二：
ICP单道仪器中设计的一款硬件保护功能的火焰检测装置设置，工作设计原理：
火焰检测电源保护系统由光纤、火焰检测板、RF控制板组成。
和软件保护控制系统设计采用同样的光纤和火焰检测板，当火焰检测板测到无火焰信号时，反馈给RF电源控制系统，由控制系统板直接执行关闭RF电源，起到硬件及时保护的作用。同时将检测信号反馈给上位机软件作为状态异常检测信号显示的信号来源。
软件控制系统和硬件控制系统，主要的是光纤和火焰检测板组成，光信号采集和光接收装置，采用600nm的光纤和600nm的光纤接收器，保证采集火焰状态的准确性。
以上实例描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，包括ICP火焰燃烧室、光信号采集系统、光电转换系统、状态判断系统、RF电源控制系统、RF频电源、匹配负载和上位机人机界面，所述光信号采集系统采集ICP火焰燃烧室内的火焰，该光信号采集系统输出端连接有光电转换系统，光电转换系统将信号传输出到状态判断系统，状态判断系统输出端连接有RF电源控制系统，该RF电源控制系统将状态信号传送至上位机人机界面，上位机人机界面输出端连接RF电源控制系统将控制信号传送至RF电源控制系统，RF电源控制系统将RF电源控制信号传输至RF射频电源，RF射频电源匹配负载。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，其特征在于：所述光信号采集系统采用1mm直径的塑料光纤，有0.2dB/m的常见衰减，波长范围在650nm±15nm。
3.根据权利要求1所述的一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，其特征在于：所述ICP火焰燃烧室采用密封设计，避免辐射泄漏。
4.如权利要求3所述的一种应用于电感耦合等离子体发射光谱仪的光源检测RF射频电源的保护方法，其特征在于：所述光电转换系统采用光纤信号检测光源，将检测到的光信号连接到光纤收发器，光纤收发器可以选用波长为600nm的接收器，接收器工作电压+5V，当有相应波长信号输入时光纤接收器反馈高电平5V，无相应波长信号输出时输出电压0V，从而将收接收的光信号的有无，用高低电平来反馈。
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