CN203929647U - 原子发射光谱仪的电弧发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电弧发生器，包括：起弧回路，包括第一电容和分析间隙；引燃回路，包括高压变压器、高频变压器和辅助间隙，高压变压器的次级线圈分别并接辅助间隙和高频变压器的初级线圈，高压变压器的次级线圈和高频变压器的初级线圈一端间连接有充电电容；交流电源的一端串接第一电阻、第一电容以及高频变压器的次级线圈，分析间隙并接在串接的第一电容和高频变压器的次级线圈两端；第二电阻与高压变压器的初级线圈串接，第二电阻一端接在第一电阻和第一电容之间，高压变压器的初级线圈一端接在交流电源的另一端上。本实用新型实现纯电弧的稳定的放电特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及原子发射光谱分析仪器领域，尤其涉及一种原子发射光谱仪的电弧发生器。
背景技术
电弧激发一米或两米光栅光谱仪是原子发射光谱仪器中重要分支，该仪器的特点可直接对地质样品中土壤、岩石、水系沉积物和高纯金属氧化物等粉末状样品进行分析，无需化学消解及稀释过程，从而避免了消解后溶液中某些元素的含量被稀释降低分析灵敏度，而且还极易带入难以控制的污染。
长期以来，我国生产的电弧激发一米或两米光栅光谱仪在地质领域全国开展地球化学找矿《1:5万区域化探全国扫面计划》中每年有几十万件地球化学样品的分析任务，以及有色、冶金系统中大量的高纯金属氧化钨、氧化钼和其它贵金属样品中测定17～19种杂质元素含量，因此在我国众多实验室得到广泛应用。而传统的电弧激发一米或两米光栅光谱仪通常采用相板记录、洗相、测光等流程进行光谱分析，其操作程序繁锁、工作效率低、劳动强度大和易污染环境等弊端，因此，广大用户十分期待新型的电弧激发光电直读光谱仪的诞生。
电弧激发光电直读光谱仪主要工作原理是：利用交流或直流电弧光源将样品激发出特征光谱，特征光谱经过凹面光栅的光路系统衍射为不同波长的光谱线，而后将该光信号转化为电信号，电信号经过放大及数据处理后得到样品实验数据，由于光谱线的强度与不同的元素的含量成一定的函数关系，因此，通过对样品实验数据进行处理可以计算出样品中被测元素的含量，这种电弧激发光电直读光谱仪具有操作简单，且工作效率高等优点。
在激发样品特征谱线的过程中，电弧发生器的放电特性对不同的样品以及元素的激发效果是不同的，目前的电弧发生器的放电特性主要是电弧叠加电火花特性，其通过变压器增加达到辅助间隙的击穿电压，从而在辅助间隙产生电火花，产生高频电流升压，使得分析间隙产生电弧，产生电弧叠加电火花的放电特性。然而，随着样品分析需求的不断变化，提出了新的放电特性的要求。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供了一种原子发射光谱仪的电弧发生器，实现纯电弧的稳定的放电特性。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：
一种原子发射光谱仪的电弧发生器，包括交流电源、第一电阻、第二电阻、引燃回路和起弧回路；
起弧回路，包括第一电容和分析间隙；
引燃回路，包括高压变压器、高频变压器和辅助间隙，高压变压器的次级线圈分别并接辅助间隙和高频变压器的初级线圈，高压变压器的次级线圈和高频变压器的初级线圈一端间连接有充电电容；
交流电源的一端串接第一电阻、第一电容以及高频变压器的次级线圈，分析间隙并接在串接的第一电容和高频变压器的次级线圈两端；第二电阻与高压变压器的初级线圈串接，第二电阻一端接在第一电阻和第一电容之间，高压变压器的初级线圈一端接在交流电源的另一端上。
可选的，还包括电源滤波电路，其输出端并接在第一电容的两端，输入端的一端接第一电阻，另一端接交流电源的另一端。
可选的，所述电源滤波电路包括第一电感、第二电感、第二电容、第三电容和第三电阻，第一电感的两端分别为输入端和输出端的一端，第二电感的两端分别为输入端和输出端的另一端，在输入端的两端接第二电容，第三电阻和第三电容串接后接在输出端的两端。
可选的，所述第一电阻为并接的可调电阻器。
可选的，还包括第一开关器件和第二开关器件，第一开关器件连接于交流电源的一端与第二电阻一端之间，第二开关器件连接于第二电阻与第一电阻之间。
本实用新型的原子发射光谱仪的电弧发生器，采用第一电阻与第二电阻的分压电路，在引燃回路引燃高压高频电火花后，分析间隙起电弧，而后由于变压器的分压减小，而自动切断引燃回路的电火花，实现纯电弧的放电特性，而当分析间隙的电弧不稳或断弧时，变压器的分压增大，引燃回路再次工作，实现纯电弧的稳定的放电特性。
附图说明
图1为根据本实用新型的实施例的原子发射光谱仪的电弧发生器的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术中的描述，为了实现纯电弧的稳定的放电特性，本实用新型提供了一种原子发射光谱仪的电弧发生器，如图1所示，在本实施例中，该电弧发生器包括：包括交流电源、电源滤波电路100、第一电阻R1、第二电阻R2、引燃回路200和起弧回路300。
引燃回路200，包括高压变压器T1、高频变压器T2和辅助间隙，高压变压器T1的次级线圈分别并接辅助间隙和高频变压器T2的初级线圈。
交流电源的一端L接第一电阻R1后，接电源滤波电路100的一输入端，电源滤波电路的另一输入端接交流电源的另一端N，电源滤波电路包括第一电感L1、第二电感L2、第二电容C2、第三电容C3和第三电阻R3，第一电感L1的两端分别为输入端和输出端的一端，第二电感L2的两端分别为输入端和输出端的另一端，在输入端的两端接第二电容C2，第三电阻R3和第三电容C3串接后接在输出端的两端。
引燃回路200的高压变压器T1的初级线圈的一端经第二电阻R2接至第一电阻R1与电源滤波电路100的一输入端之间，高压变压器T1的初级线圈的另一端接至交流电源的另一端N，第一电阻R1与第二电阻R2组成分压电路。高压变压器T1的次级线圈分别并接辅助间隙和高频变压器T2的初级线圈，高频变压器T2的初级线圈的一端接一充电电容C4。
电源滤波电路100的输出端上并接有第一电容C1，该第一电容C1与高频变压器T2的初级线圈串联，分析间隙并接在串联的第一电容C1和高频变压器T2的初级线圈的两端，该第一电容C1和分析间隙构成起弧回路300。第一电阻R1、电源滤波电路100及串联的第一电容C1和高频变压器T2的初级线圈构成主回路，为电弧回路的分析间隙提供放电特性的电压控制。
在本实施例中，交流电源采用220V、50Hz的低频工作电源，第一电阻为限流电阻，同时，与第二电阻构成引燃回路和起弧回路的分压电阻，第一电阻采用大功率漆瓷线绕可调电阻器，具有高可靠性。第一级的高压变压器T1为脉冲升压变压器，第二级的高频变压器T2为高频升压变压器，在工作时，第一级的高压变压器T1将220V的电源升压到3800V，该3800V的交流电压经高压变压器的次级线圈向充电电容充电C4的同时也施加到辅助间隙上，当该升压后的电压达到辅助间隙的击穿电压时，在辅助间隙产生火花放电；同时，由于高频变压器的电感作用，与第一电容形成了一个LC串联震荡电路，在火花放电的同时，该电压经高频变压器进一步升压后，与电源滤波电路的输出电压一同作用在分析间隙上，达到引燃电弧的目的。
此时，分析间隙起弧，通过第一电阻的电流增大，进而第一电阻的分压增大，而使得引燃回路高压变压器的输入电压大幅减小，引燃回路停止工作，即，在分析间隙起弧时自动切断了电火花。而当分析间隙电弧突然不稳定或断弧时，流过第一电阻的电流减小，进而第一电阻的分压减小，而使得引燃回路高压变压器的输入电压增大，引燃回路重新开始工作，即，在分析间隙不稳定或断弧时自动启动引燃电火花，从而，实现纯电弧的稳定的放电特性。
更进一步的，还包括第一开关器件和第二开关器件，第一开关器件连接于交流电源的一端与第二电阻一端之间，第二开关器件连接于第二电阻与第一电阻之间。第一开关器件和第二开关器件处于不同的工作状态时，使得电弧发生器提供不同放电特性，在第一开关器件导通，第二器件闭合时，引燃回路高压变压器的输入电压接在交流电源的两端，其输入电压不发生变化，可以提供电弧叠加电火花的放电特性；而在第一开关器件闭合，第二器件导通时，第一电阻和第二电阻构成分压回路，可以提供纯电弧的电学特性。该开关器件可以为手动开关也可以为继电器，以实现手动或自动控制，以满足不同的分析需求。在本实施例中，第一开关器件和第二开关器件为双控开关KA2，如图1所示，在双控开关KA2接AC端时，将第二电阻连接至交流电源的一端与第二电阻一端之间AC点，以提供纯电弧的放电特性，在双控开关接至另一端时，则由电源为引燃回路提供电压，以提供火花叠加电弧的放电特性。
虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种原子发射光谱仪的电弧发生器，其特征在于，包括交流电源、第一电阻、第二电阻、引燃回路和起弧回路；
起弧回路，包括第一电容和分析间隙；
引燃回路，包括高压变压器、高频变压器和辅助间隙，高压变压器的次级线圈分别并接辅助间隙和高频变压器的初级线圈，高压变压器的次级线圈和高频变压器的初级线圈一端间连接有充电电容；
交流电源的一端串接第一电阻、第一电容以及高频变压器的次级线圈，分析间隙并接在串接的第一电容和高频变压器的次级线圈两端；第二电阻与高压变压器的初级线圈串接，第二电阻一端接在第一电阻和第一电容之间，高压变压器的初级线圈一端接在交流电源的另一端上。
2.根据权利要求1所述的电弧发生器，其特征在于，还包括电源滤波电路，其输出端并接在第一电容的两端，输入端的一端接第一电阻，另一端接交流电源的另一端。
3.根据权利要求2所述的电弧发生器，其特征在于，所述电源滤波电路包括第一电感、第二电感、第二电容、第三电容和第三电阻，第一电感的两端分别为输入端和输出端的一端，第二电感的两端分别为输入端和输出端的另一端，在输入端的两端接第二电容，第三电阻和第三电容串接后接在输出端的两端。
4.根据权利要求1所述的电弧发生器，其特征在于，所述第一电阻为并接的可调电阻器。
5.根据权利要求1所述的电弧发生器，其特征在于，还包括第一开关器件和第二开关器件，第一开关器件连接于交流电源的一端与第二电阻一端之间，第二开关器件连接于第二电阻与第一电阻之间。
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