CN208443731U - 一种多功能原子光谱仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多功能原子光谱仪，属于原子光谱仪技术领域。所述光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、原吸外光路系统二、火焰原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；光路路径二由原子荧光光源系统、荧光入射光路系统、原子荧光原子化系统、荧光接收光路系统、原子荧光检测系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成。本实用新型的多功能原子光谱仪采用火焰原子吸收、石墨炉原子吸收、氢化物原子吸收与原子荧光一体设计技术，具有原子吸收分光光度计的分析测试功能与原子荧光光度计的分析测试功能，实现了一机多用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多功能原子光谱仪，属于原子光谱仪技术领域。
背景技术
原子吸收分光光度计是由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素的含量。原子荧光光度计是基于蒸汽相中待测元素的基态原子吸收某些待定波长辐射，成为激发态原子，激发态原子在去激发过程中发射出一定波长的原子荧光，通过测量其强度对试样中该元素含量进行分析的一种分析仪器。
原子吸收光谱常用的检测方法通常有三种：火焰原子吸收、石墨炉原子吸收和氢化物原子吸收，能够检测大多数金属元素，但是某些元素如Hg、As、Se、Sb、Bi等用原子荧光法检测效果好，因此，现在进行样品元素分析时，实验室具备原子吸收和原子荧光两种光谱仪器，进行不同的方法分析，从而使得设备采购成本增加，操作繁琐，增加测试成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种多功能原子光谱仪。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种多功能原子光谱仪，由光路路径一、光路路径二和氘灯连续光源组成；
所述光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、原吸外光路系统二、火焰原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光到石墨炉原子化系统，然后经过原吸外光路系统二，聚焦或分光到火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦，进入到单色器分光系统，经过单色器分光系统进行分光，进入到原吸检测系统，信号处理与控制系统对已知待测元素的标准溶液对共振线的吸收与测试样对光的吸收进行比较，通过对采集信号放大及数据转换处理，最终求出待测试样中待测元素的含量；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、火焰原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光到火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光到石墨炉原子化系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、火焰原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光，再到并联的石墨炉原子化系统和火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、火焰原子化器系统、氢化物原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光，再到并联的氢化物原子化器系统和火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、火焰原子化器系统、氢化物原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光，再到并联的氢化物原子化器系统、火焰原子化器系统和石墨炉原子化系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
所述的氘灯连续光源与原吸外光路系统一相连接；
所述光路路径二由原子荧光光源系统、荧光入射光路系统、原子荧光原子化系统、荧光接收光路系统、原子荧光检测系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子荧光光源系统的空心阴极灯作为激发光源，经过荧光入射光路系统后汇聚于原子荧光原子化系统的中心处，在与激发光源垂直的方向，其所激发荧光信号由荧光接收光路系统进入原子荧光检测系统，激发光源所发出的部分光作为参比信号，通过组合外光路系统，进入到单色器分光系统，经过单色器分光系统进行分光，进入到原吸检测系统，参比信号与原子荧光信号按时序选择顺序分别进入检测系统，所测的参比信号经处理后反馈于荧光信号测量结果，进行数据校正，通过信号处理与控制系统对检测器采集信号放大及数据转换处理，最终求出待测试样中待测元素的含量。
本实用新型的多功能原子光谱仪采用火焰原子吸收、石墨炉原子吸收、氢化物原子吸收与原子荧光一体设计技术，具有原子吸收分光光度计的分析测试功能与原子荧光光度计的分析测试功能，实现了一机多用。本实用新型的多功能原子光谱仪操作简单，降低了设备的采购成本和测试成本。
附图说明
图1～图6均为本实用新型多功能原子光谱仪的结构示意图。
图中的附图标记，1为原子吸收光源系统，2为原吸外光路系统一，3为石墨炉原子化系统，4为原吸外光路系统二，5为火焰原子化器系统，6为原子荧光光源系统，7为荧光入射光路系统，8为原子荧光原子化系统，9为荧光接收光路系统，10为原子荧光检测系统，11为组合外光路系统，12为单色器分光系统，13为原吸检测系统，14为信号处理与控制系统，15为氘灯连续光源，16为氢化物原子化器系统。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。
如图1～图6所示，本实施例所涉及的一种多功能原子光谱仪，由光路路径一、光路路径二和氘灯连续光源15组成；
所述光路路径一由原子吸收光源系统1、原吸外光路系统一2、石墨炉原子化系统3、原吸外光路系统二4、火焰原子化器系统5、组合外光路系统11、单色器分光系统12、原吸检测系统13和信号处理与控制系统14组成；原子吸收光源系统1的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一2聚焦或分光到石墨炉原子化系统3，然后经过原吸外光路系统二4，聚焦或分光到火焰原子化器系统5，再经过组合外光路系统11分光或聚焦，进入到单色器分光系统12，经过单色器分光系统12进行分光，进入到原吸检测系统13，信号处理与控制系统14对已知待测元素的标准溶液对共振线的吸收与测试样对光的吸收进行比较，通过对采集信号放大及数据转换处理，最终求出待测试样中待测元素的含量(图1所示)；
或者光路路径一由原子吸收光源系统1、原吸外光路系统一2、火焰原子化器系统5、组合外光路系统11、单色器分光系统12、原吸检测系统13和信号处理与控制系统14组成；原子吸收光源系统1的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一2聚焦或分光到火焰原子化器系统5，再经过组合外光路系统11分光或聚焦(图2所示)；
或者光路路径一由原子吸收光源系统1、原吸外光路系统一2、石墨炉原子化系统3、组合外光路系统11、单色器分光系统12、原吸检测系统13和信号处理与控制系统14组成；原子吸收光源系统1的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一2聚焦或分光到石墨炉原子化系统3，再经过组合外光路系统11分光或聚焦(图3所示)；
或者光路路径一由原子吸收光源系统1、原吸外光路系统一2、石墨炉原子化系统3、火焰原子化器系统5、组合外光路系统11、单色器分光系统12、原吸检测系统13和信号处理与控制系统14组成；原子吸收光源系统1的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一2聚焦或分光，再到并联的石墨炉原子化系统3和火焰原子化器系统5，再经过组合外光路系统11分光或聚焦(图4所示)；
或者光路路径一由原子吸收光源系统1、原吸外光路系统一2、火焰原子化器系统5、氢化物原子化器系统16、组合外光路系统11、单色器分光系统12、原吸检测系统13和信号处理与控制系统14组成；原子吸收光源系统1的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一2聚焦或分光，再到并联的氢化物原子化器系统16和火焰原子化器系统5，再经过组合外光路系统11分光或聚焦(图5所示)；
或者光路路径一由原子吸收光源系统1、原吸外光路系统一2、石墨炉原子化系统3、火焰原子化器系统5、氢化物原子化器系统16、组合外光路系统11、单色器分光系统12、原吸检测系统13和信号处理与控制系统14组成；原子吸收光源系统1的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一2聚焦或分光，再到并联的氢化物原子化器系统16、火焰原子化器系统5和石墨炉原子化系统3，再经过组合外光路系统11分光或聚焦(图6所示)；
所述的氘灯连续光源15与原吸外光路系统一2相连接(图1～图6所示)；
所述光路路径二由原子荧光光源系统6、荧光入射光路系统7、原子荧光原子化系统8、荧光接收光路系统9、原子荧光检测系统10、组合外光路系统11、单色器分光系统12、原吸检测系统13和信号处理与控制系统14组成；原子荧光光源系统6的空心阴极灯作为激发光源，经过荧光入射光路系统7后汇聚于原子荧光原子化系统8的中心处，在与激发光源垂直的方向(或者与光源成一定角度)，其所激发荧光信号由荧光接收光路系统9进入原子荧光检测系统10，激发光源所发出的部分光作为参比信号，通过组合外光路系统11，进入到单色器分光系统12，经过单色器分光系统12进行分光，进入到原吸检测系统13，参比信号与原子荧光信号按时序选择顺序分别进入检测系统，所测的参比信号经处理后反馈于荧光信号测量结果，进行数据校正，通过信号处理与控制系统14对检测器采集信号放大及数据转换处理，最终求出待测试样中待测元素的含量(图1～图6所示)。
所述原子吸收光源系统1是空心阴极灯、无极放电灯、阴极溅射光源、激光光源、高性能空心阴极灯、氙灯、氘灯，或者是电火花或电弧光源。原子吸收光源系统1采用动镜式八灯位换灯机构，元素灯按照一定的规律固定在仪器换灯机构上，更换测量元素时转动或移动光源切换镜实现。
所述原吸外光路系统一2或原吸外光路系统二4由透镜、聚光镜和超环面镜组成。
所述石墨炉原子化系统3的功能是利用电能产生的热能使待测样品成为原子蒸气的原子化系统，可以为横向加热石墨炉原子化器或纵向加热石墨炉原子化器。
所述火焰原子化器系统5的功能是利用化学火焰产生的热能使待测样品成为原子蒸气的火焰原子化系统，燃气可以为乙炔、丙烷、液化石油气、氢气，助燃气可为空气、氧化氩氮、氧气等。燃烧器可为预混合式燃烧器或全耗式燃烧器。
所述原子荧光光源系统6是高性能空心阴极灯、空心阴极灯、无极放电灯、阴极溅射光源、激光光源、电火花或电弧光源。原子荧光光源系统6采用动灯式四灯位换灯机构，元素灯固定在圆形的灯盘周围，灯盘由步进电机控制。
所述的原子荧光原子化系统8采用屏蔽式石英炉低温原子化系统。
所述的原子荧光检测系统10是由控制电路和光电检测器组成，光电检测器为光电倍增管和固态检测器。
单色器分光系统12由入射狭缝、准直镜、色散元件和出射狭缝构成，其作用是将待测元素的吸收线与邻近谱线分开，即分离出所需要的共振线。色散元件可以是平面光栅、凹面光栅或中阶梯光栅。
所述原吸检测系统13是由控制电路和光电检测器组成，光电检测器可以是光电倍增管或固态检测器。
所述信号处理与控制系统14包含采集信号放大及数据转换处理电路、流路控制电路和气路控制电路。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多功能原子光谱仪，由光路路径一、光路路径二和氘灯连续光源组成，其特征在于，
所述光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、原吸外光路系统二、火焰原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光到石墨炉原子化系统，然后经过原吸外光路系统二，聚焦或分光到火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦，进入到单色器分光系统，经过单色器分光系统进行分光，进入到原吸检测系统，信号处理与控制系统对已知待测元素的标准溶液对共振线的吸收与测试样对光的吸收进行比较，通过对采集信号放大及数据转换处理，最终求出待测试样中待测元素的含量；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、火焰原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光到火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光到石墨炉原子化系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、火焰原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光，再到并联的石墨炉原子化系统和火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、火焰原子化器系统、氢化物原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光，再到并联的氢化物原子化器系统和火焰原子化器系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
或者光路路径一由原子吸收光源系统、原吸外光路系统一、石墨炉原子化系统、火焰原子化器系统、氢化物原子化器系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子吸收光源系统的光源发出待测元素共振谱线，经过原吸外光路系统一聚焦或分光，再到并联的氢化物原子化器系统、火焰原子化器系统和石墨炉原子化系统，再经过组合外光路系统分光或聚焦；
所述的氘灯连续光源与原吸外光路系统一相连接；
所述光路路径二由原子荧光光源系统、荧光入射光路系统、原子荧光原子化系统、荧光接收光路系统、原子荧光检测系统、组合外光路系统、单色器分光系统、原吸检测系统和信号处理与控制系统组成；原子荧光光源系统的空心阴极灯作为激发光源，经过荧光入射光路系统后汇聚于原子荧光原子化系统的中心处，在与激发光源垂直的方向，其所激发荧光信号由荧光接收光路系统进入原子荧光检测系统，激发光源所发出的部分光作为参比信号，通过组合外光路系统，进入到单色器分光系统，经过单色器分光系统进行分光，进入到原吸检测系统，参比信号与原子荧光信号按时序选择顺序分别进入检测系统，所测的参比信号经处理后反馈于荧光信号测量结果，进行数据校正，通过信号处理与控制系统对检测器采集信号放大及数据转换处理，最终求出待测试样中待测元素的含量。
2.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述原子吸收光源系统是空心阴极灯、无极放电灯、阴极溅射光源、激光光源、高性能空心阴极灯、氙灯、氘灯、电火花或电弧光源。
3.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述原吸外光路系统一或原吸外光路系统二由透镜、聚光镜和超环面镜组成。
4.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述石墨炉原子化系统为横向加热石墨炉原子化器或纵向加热石墨炉原子化器。
5.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述原子荧光光源系统是高性能空心阴极灯、空心阴极灯、无极放电灯、阴极溅射光源、激光光源、电火花或电弧光源。
6.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述的原子荧光原子化系统采用屏蔽式石英炉低温原子化系统。
7.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述的原子荧光检测系统是由控制电路和光电检测器组成，光电检测器为光电倍增管和固态检测器。
8.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，单色器分光系统由入射狭缝、准直镜、色散元件和出射狭缝构成。
9.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述原吸检测系统是由控制电路和光电检测器组成，光电检测器是光电倍增管或固态检测器。
10.根据权利要求1所述的多功能原子光谱仪，其特征在于，所述信号处理与控制系统包含采集信号放大及数据转换处理电路、流路控制电路和气路控制电路。
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN208443731U true CN208443731U (zh) | 2019-01-29 |
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Family Applications (1)
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| CN201821082568.2U Active CN208443731U (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 一种多功能原子光谱仪 |
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