CN202204772U - 用于原子荧光信号检出的光学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于原子荧光信号检出的光学装置，主要包括光源1，原子化器2，光电检测器3和光纤4，光源1和光电检测器3与原子化器2都通过石英光纤4连接。由于光纤自身特有的光学特性和物理特性，不仅优化了原子荧光类仪器的内部结构，同时，可以根据设计要求，在不改变仪器结构的前提下，任意组成多元素或单元素检测系统；另外，在减少外部环境干扰、提高光源辐射强度等方面的优化，进一步提高了仪器的精密度和灵敏度。本实用新型在优化仪器结构、增强光源强度、减小外界环境干扰、提高仪器技术指标及功能扩展等方面的研究，为原子荧光类仪器的高灵敏度、多元素同时测定和小型化奠定了基础。

Description

用于原子荧光信号检出的光学装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于原子荧光信号检出的光学装置，可以应用到单道或多道(2-8)原子荧光光谱仪，具体涉及原子荧光光谱仪的光学和信号检测系统。

背景技术

原子荧光光谱分析是20世纪60年代中期提出和发展起来的光谱分析技术，是原子光谱法中的一个重要分支，它是原子吸收和原子发射光谱的综合与发展，是一种优良的痕量分析技术。

原子荧光光谱法是使用激发光源照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸气，从而使基态原子跃迁到激发态，发出原子荧光，通过光电光电检测器测定原子荧光的强度即可计算出待测样品中该元素的含量。

现有技术和商品化的仪器中，主要是化学蒸气发生非色散原子荧光光谱仪，主要用于检测As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te、Hg、Zn和Cd共11种元素，其被广泛应用于环境保护、食品行业、临床医学、农业、地质冶金、石油化工等行业。原子荧光光谱仪的基本结构包括激发光源、原子化器、光电光电检测器、信号放大器和数据处理器等部分。

现有原子荧光光谱仪光源发出的激发光和光电光电检测器接受的荧光通过透镜聚光，在空气中传播，受外界环境影响严重，并且仪器结构大多采用对称式结构，即光电倍增管与激发光源或者多个光源必须在一个面上，并且相互成一定的夹角，一般为45度角对称设计，结构复杂繁琐，空间大，缺乏创新，给仪器的小型化带来了巨大的困难。

因此对现有所有原子荧光光谱仪进行改进、新技术的研发和应用势在必行。

发明内容

本实用新型针对现有原子荧光光谱仪存在的不足，提供一种在仪器的光学系统部分不再采用透镜聚光，而且激发光源和光电光电检测器可以根据需要放在仪器的任意位置，能有效提高了仪器的精密度和灵敏度的用于原子荧光信号检出的光学装置。

本实用新型的技术解决方案在于：

这种用于原子荧光信号检出的光学装置包括激发光源、原子化器、光电光电检测器。其主要是光源通过光纤与原子化器连接，光电检测器通过光纤与原子化器连接。

本实用新型的进一步技术解决方案在于：

所说的光源可位于原子荧光光谱仪任意位置，与光纤直接连接。

所说的光电光电检测器可位于原子荧光光谱仪任意位置，与光纤直接连接。

所说原子化器的中心与光纤出口端接头的距离为5-20mm。

所说的光纤为石英光纤，两根光纤出口端的接头在原子化器处的夹角小于90度。

所说的光源为空心阴极灯，可以为一只空心阴极灯或多只空心阴极灯，采用的多只空心阴极灯可以为不同元素的空心阴极灯或同一个元素的多只空心阴极灯，可在仪器的任意位置；所述的原子化器为原子荧光光谱仪中应用的石英炉；所述的光电检测器为光电倍增管，可在仪器的任意位置；所述的光纤为两根一进一出和多进一出的石英光纤或一根多进一出的石英光纤。如果为两根光纤，两根光纤出口端的接头在原子化器处夹角小于90度，光电光电检测器和原子化器通过一进一出的石英光纤连接，针对单道原子荧光光谱仪，即采用一只空心阴极灯作为激发光源时，激发光源与原子化器通过一根一进一出的石英光纤连接，针对多道(2-8)原子荧光光谱仪，即采用多只空心阴极灯作为激发光源时，激发光源与原子化器通过一根多进一出的石英光纤连接，光纤内部光纤束均匀分布，采用n(2-8)道的原子荧光光谱仪就用n进一出的光纤；如果为一根多进一出的石英光纤，针对单道原子荧光光谱仪，采用两进一出的石英光纤，针对多道n(2-8)原子荧光光谱仪，采用n(2-8)道的原子荧光光谱仪就采用n+1进一出的光纤，所述的光纤进口端与激发光源和光电光电检测器直接连接，此光纤出口端的接头与原子化器中心的距离为5-20mm。

基于上述设计，本实用新型相对于现有技术具有如下优点：

1、通过石英光纤传导的光源发出的激发光和激发态原子发出的荧光受外界环境干扰小，提高了仪器的精密度；

2、光源位置和光电光电检测器的位置安排科学合理，可以安装在仪器的任何位置；

3、整个仪器装置结构简单，布局合理，操作方便，为原子荧光光谱仪小型化的实现奠定了基础；

4、摒弃了现有原子荧光光谱仪中所采用的透镜光学系统，打破常规，创新性强；

5、针对多通道原子荧光光谱仪，如果光源组采用同一元素多只空心阴极灯，并通过光纤传导，可以有效地提高光源的辐射强度，从而提高仪器的灵敏度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图(光纤4为两根一进一出和多进一出的石英光纤)。

图2是本实用新型的另一实施例结构示意图(光纤4为一根多进一出的石英光纤)。

具体实施方式

如图1所示本实用新型的一种用于原子荧光信号检出的光学装置，包括光源1，原子化器2，光电检测器3，光纤4。本实施例中，光源1为空心阴极灯，光电检测器3为光电倍增管，光源1和光电检测器3的位置可任意安置在原子荧光光谱仪内；光纤4为两根一进一出和多进一出的石英光纤，两根光纤出口端的接头5和6在原子化器处的夹角小于90度，且与激发光源1和光电检测器3直接连接，两个光纤出口端的接头5和6与原子化器2中心之间的距离为5-20mm，两根光纤所有进口与出口端的内部光纤束均匀分布，一进一出的光纤4连接光电检测器3和原子化器2，多进一出的光纤4连接光源1和原子化器2。

针对单道原子荧光光谱仪，即采用一只空心阴极灯作为激发光源时，一进一出的光纤4连接光电检测器3和原子化器2，而激发光源1与原子化器2通过光纤4的另一根一进一出的石英光纤4连接；针对多道(2-8)原子荧光光谱仪，即采用多只空心阴极灯作为激发光源时，一进一出的光纤4连接光电检测器3和原子化器2，激发光源1与原子化器2通过一根多进一出的光纤4连接，采用n(2-8)道的原子荧光光谱仪就采用n进一出的光纤4。

本实用新型光源1的光通路和接收通路(光电光电检测器3)均通过石英光纤4连接，这样光源1和光电检测器3的位置可任意安排，摒弃了现有技术中原子荧光光谱仪所采用的各个光源通路与接收通路的固定位置，占用空间小，而且受外界环境干扰小，方便操作人员操作。

如图2所示，本实施例中，光源1为空心阴极灯，光电检测器3为光电倍增管，光源1和光电检测器3的位置可任意安排，光纤4为一根多进一出的石英光纤，光纤4进口端与光源1和光电检测器3直接连接，出口端的接头5与原子化器2连接，与原子化器2中心的距离为5-20mm，光纤4所有进口端内部光纤束均匀分布，出口端内部光纤束有三种分布方式：

1.所有进口端的光纤束均匀分布在光纤4出口端；

2.与光电检测器3连接的一进口端内部的光纤束在光纤4出口端中心处分布，其他与光源1连接的进口端内部的光纤束均匀分布在与光电检测器3连接的一进口端内部光纤束的周围。

3.与光源1连接的进口端内部的光纤束均匀分布在光纤4出口端中心处，与光电检测器3连接的一进口端内部的光纤束分布在与光源1连接的进口端内部的光纤束的周围。

针对单道原子荧光光谱仪，即采用一只空心阴极灯作为激发光源时，光纤4采用两进一出的石英光纤，针对多道(2-8)原子荧光光谱仪，即采用多只空心阴极灯作为激发光源时，采用n(2-8)道的原子荧光光谱仪光纤4就采用n+1进一出的石英光纤。

针对多道(2-8)原子荧光光谱仪，即采用多只空心阴极灯作为激发光源时，光源1如果为多只不同元素的空心阴极灯，可以同时测定多个元素，例如光源1为As、Sb、Bi、Hg四个元素的空心阴极灯，那么就可以同时测定样品中的As、Sb、Bi、Hg四个元素的含量，提高工作效率，降低测试成本；光源1如果为多只同一元素的空心阴极灯，例如光源1为四只Hg元素的空心阴极灯，可以提高仪器的灵敏度，根据原子荧光的原理，检测信号的强度与激发光源辐射强度成正比，本实用新型采用同一元素的多只空心阴极灯，大大提高了激发光源的辐射强度，从而提高了仪器的检测灵敏度。

Claims (5)

1.一种用于原子荧光信号检出的光学装置，包括光源(1)，原子化器(2)，光电检测器(3)，光纤(4)其特征在于：光源(1)通过光纤(4)与原子化器(2)连接，光电检测器(3)通过光纤(4)与原子化器(2)连接。

2.如权利要求1所述的用于原子荧光信号检出的光学装置，其特征在于：所述的光源(1)可位于原子荧光光谱仪内任意位置，与光纤(4)直接连接。

3.如权利要求1所述的用于原子荧光信号检出的光学装置，其特征在于：所述的光电检测器(3)可位于原子荧光光谱仪内任意位置，与光纤(4)直接连接。

4.如权利要求1所述的用于原子荧光信号检出的光学装置，其特征在于：原子化器(2)的中心与光纤(4)出口端接头(5、6)之间的距离为5-20mm。

5.如权利要求1所述的用于原子荧光信号检出的光学装置，其特征在于：光纤(4)为石英光纤，两根光纤出口端的接头(5)和(6)在原子化器处的夹角小于90度。

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