專利名稱：一種氣溶膠平滑分束裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分束裝置，特別是一種氣溶膠平滑分束裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，應(yīng)用于所有氣溶膠系統(tǒng)需要進(jìn)行氣溶膠勻化和按比例分割的應(yīng)用研究 (含LA-Q-ICPMS和LA-MC-ICPMS)，如鋯石研究中，需要分析鋯石中U-Pb定年、微量元素含量和Hf同位素組成，而同一臺(tái)儀器并不能完成以上所有信息的分析，故需要將氣溶膠分成兩束分別引入Q-ICPMS和MC-ICPMS分別進(jìn)行鋯石定年&微量元素含量和Hf同位素的同時(shí)分析；榍石研究中，也需要不同的儀器同時(shí)分析Sr同位素組成和微量元素含量。激光剝蝕技術(shù)是一項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)微米區(qū)域分析的原位微區(qū)采樣技術(shù)，與等離子體質(zhì)譜聯(lián)用，可以進(jìn)行樣品的主微量元素和同位素的組成分析。近年來該技術(shù)在地球科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。激光剝蝕技術(shù)基本原理是激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)過光路聚焦至樣品表面剝蝕樣品產(chǎn)生氣溶膠，然后利用載氣通過管道傳輸至等離子體質(zhì)譜等分析儀器進(jìn)行元素含量和同位素組成分析。隨著儀器性能的進(jìn)一步提高，現(xiàn)代等離子體質(zhì)譜的分析能力越來越高，耗樣量越來越低，因此可以對(duì)同一次激光剝蝕產(chǎn)生的氣溶膠樣品進(jìn)行分束，以同時(shí)聯(lián)通2臺(tái)或多臺(tái)等離子體質(zhì)譜分析其中的同位素組成、微量元素含量等信息。然而目前所有的激光剝蝕技術(shù)均沒有有效的措施來進(jìn)行氣溶膠分束并保證分束后的兩路氣溶膠微量元素含量和同位素組成均與分束前的氣溶膠組成完全一致。此外，激光剝蝕技術(shù)所采用的激光均為脈沖激光，導(dǎo)致剝蝕樣品時(shí)產(chǎn)生的氣溶膠也曾脈沖抖動(dòng)，引起分析設(shè)備信號(hào)的波動(dòng)，這種波動(dòng)的信號(hào)會(huì)嚴(yán)重影響同位素組成分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種氣溶膠平滑分束裝置，該裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)中激光信號(hào)的脈沖導(dǎo)致分析信號(hào)不穩(wěn)定和氣溶膠分束前后的不同氣路中微量元素含量和同位素組成不一致的缺陷，使得等離子體質(zhì)譜分析的信號(hào)更加穩(wěn)定，而且使得不同分束中的元素含量和同位素組成準(zhǔn)確代表了樣品的組成并使得元素含量和同位素組成之間完全匹配，為利用樣品中的元素含量和同位素信息進(jìn)行相關(guān)研究提供了有效地支撐。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案
一種氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，該裝置由勻化室和氣溶膠比例分割器連接組成，在勻化室上設(shè)有進(jìn)氣口和導(dǎo)出管，其中，進(jìn)氣口沿勻化室邊部切線設(shè)置，導(dǎo)出管從勻化室中心插入；所述的氣溶膠比例分割器包括和導(dǎo)出管連接的進(jìn)管，該進(jìn)管的遠(yuǎn)端被分為兩條支路，兩條支路內(nèi)壁裝有軟管，且分別有第一出口和第二出口，第一出口和第二出口分別引至后續(xù)分析儀器中，在其中一條支路上安裝有橢圓套管，橢圓套管上安裝有帶標(biāo)尺的旋進(jìn)螺絲和圓弧形的擠壓片，圓弧形的擠壓片緊貼于軟管的外壁。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)是
所述勻化室為扁橢球形，內(nèi)部有效體積<5mL。所述導(dǎo)出管從頂部插入勻化室內(nèi)部，導(dǎo)出管的下沿至勻化室底部距離為勻化室總高度的1/5。所述進(jìn)氣口、勻化室和導(dǎo)出管的材料采用高純玻璃或石英材質(zhì)。所述軟管為純硅管。橢圓套管和圓弧形的擠壓片為不銹鋼材質(zhì)。進(jìn)氣口沿勻化室邊部切線進(jìn)入，使得氣溶膠經(jīng)過勻化室的短暫混勻后從導(dǎo)出管引至氣溶膠比例分割器中，經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋壤指詈螅瑥淖罱K的第一出口和第二出口分別引至后續(xù)分析儀器中。本發(fā)明帶來的技術(shù)效果如下
1、采用勻化室扁橢球形設(shè)計(jì)，使得實(shí)際有效勻化體積<5cm3，消除信號(hào)拖尾和樣品之間相互污染的潛在危險(xiǎn)，并平滑了相鄰激光脈沖信號(hào)的抖動(dòng)，降低了出現(xiàn)分析信號(hào)尖峰的可能性，并提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。2、進(jìn)氣口采用切線方式將氣溶膠引入勻化室，使得相鄰激光脈沖的勻化更加徹底，并降低了樣品之間相互污染的潛在危險(xiǎn)。3、氣溶膠比例分束裝置的全部管道無死體積，所有結(jié)構(gòu)內(nèi)壁光滑，降低了樣品之間相互污染的潛在危險(xiǎn)，并減少了氣溶膠顆粒吸附于內(nèi)壁的危險(xiǎn)。帶有標(biāo)尺的旋進(jìn)螺絲使得截面積的控制更加準(zhǔn)確和便捷。4、勻化室的材料采用高純玻璃或石英，使得勻化室的內(nèi)部觀察更加直觀，使得勻化室內(nèi)壁的清洗更加有效。綜上所述，本發(fā)明不僅平滑了因氣溶膠不同脈沖導(dǎo)致的信號(hào)波動(dòng)，提高了分析的精密度和準(zhǔn)確度，而且對(duì)氣溶膠進(jìn)行了分束，使得利用同一次氣溶膠可以獲取更多的元素含量、同位素信息，為研究提供了更多的信息。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，(a)為截面圖；(b)為(a)的俯視圖；圖中虛線箭頭方向?yàn)闅馊苣z流動(dòng)方向。圖2為氣溶膠比例分束裝置示意圖。虛線框內(nèi)為截面控制裝置示意圖(見圖3)。圖3是圖2虛線框內(nèi)的截面控制裝置示意圖；其中，(a)為截面圖；(b)為(a)的側(cè)視圖。圖中的標(biāo)記分別表示1、進(jìn)氣管，2、氣溶膠比例分束裝置，3、導(dǎo)出管，4、勻化室，5、 氣溶膠旋轉(zhuǎn)路徑，6、旋進(jìn)螺絲，7、外部橢圓套管，8、第一出口，9、內(nèi)部軟管，10、第二出口， 11、進(jìn)管，12、擠壓片。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明和描述。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明的氣溶膠平滑分束裝置，由勻化室4和氣溶膠比例分束裝置2組成，在勻化室4上設(shè)有進(jìn)氣口 1和導(dǎo)出管3，其中，進(jìn)氣口 1沿勻化室4邊部切線設(shè)置，導(dǎo)出管3從勻化室4中心插入；氣溶膠比例分割器2包括和導(dǎo)出管3連接的進(jìn)管11，該進(jìn)管11的遠(yuǎn)端通過三通接頭被分為兩條支路，兩條支路內(nèi)壁裝有軟管9，且分別有第一出口 8和第二出口 10，第一出口 8和第二出口 10分別引至后續(xù)分析儀器中，在其中一條支路的外壁上安裝有橢圓套管7，橢圓套管7上安裝有帶標(biāo)尺的旋進(jìn)螺絲6和圓弧形的擠壓片 12，圓弧形的擠壓片12緊貼于軟管9的外壁。勻化室為4扁橢球形，體積< 5cm3，材質(zhì)為高純玻璃或石英；進(jìn)氣口 1和導(dǎo)出管3 也采用與勻化室相同的材質(zhì)，這樣便于制造。導(dǎo)出管3從頂部插入勻化室4內(nèi)部，導(dǎo)出管3 插入勻化室4的深度為勻化室4總高度的5/4 (即導(dǎo)出管3的下沿至勻化室4底部距離為勻化室4總高度的1/5)。進(jìn)氣口 1進(jìn)入勻化室4的角度沿切線方向。兩條支路內(nèi)壁中的軟管9為軟質(zhì)純硅管。橢圓套管7和圓弧形的擠壓片12為不銹鋼材質(zhì)。設(shè)計(jì)勻化室4和氣溶膠比例分束裝置2時(shí)，注意從進(jìn)氣管1到第一出口 8和內(nèi)壁中的軟管9所有管道系統(tǒng)內(nèi)部無縫且光滑，無死角。本發(fā)明的氣溶膠平滑分束裝置工作過程及原理如下
氣溶膠經(jīng)過進(jìn)氣口 1沿切線方向進(jìn)入勻化室4后，在勻化室中按氣溶膠旋轉(zhuǎn)路徑5旋轉(zhuǎn)2圈后，從導(dǎo)出管3導(dǎo)入到氣溶膠分束裝置2中；然后，氣溶膠首先從氣溶膠分束裝置2 的進(jìn)氣管11進(jìn)入，經(jīng)其中一條支路的外壁上安裝有橢圓套管7、帶標(biāo)尺的旋進(jìn)螺絲6和圓弧形的擠壓片12所構(gòu)成的截面控制裝置(圖3)，控制軟管9的截面積，得到不同的比例的氣溶膠，然后分別通過第一出口 8和第二出口 10分成兩束氣溶膠分別引至后續(xù)分析儀器中。
權(quán)利要求
1.一種氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，該裝置由勻化室(4)和氣溶膠比例分割器 (2)連接組成，在勻化室(4)上設(shè)有進(jìn)氣口(1)和導(dǎo)出管(3)，其中，進(jìn)氣口(1)沿勻化室(4) 邊部切線設(shè)置，導(dǎo)出管(3)從勻化室(4)中心插入；所述的氣溶膠比例分割器(2)包括和導(dǎo)出管(3)連接的進(jìn)管(11)，該進(jìn)管(11)的遠(yuǎn)端被分為兩條支路，兩條支路內(nèi)壁裝有軟管 (9)，且分別有第一出口(8)和第二出口( 10)，第一出口(8)和第二出口( 10)分別引至后續(xù)分析儀器中，在其中一條支路上安裝有橢圓套管(7)，橢圓套管(7)上安裝有帶標(biāo)尺的旋進(jìn)螺絲(6)和圓弧形的擠壓片(12)，圓弧形的擠壓片(12)緊貼于軟管(9)的外壁。
2.如權(quán)利要求1所述的氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，所述勻化室(4)為扁橢球形，內(nèi)部有效體積<5mL。
3.如權(quán)利要求1所述的氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，所述導(dǎo)出管(3)從頂部插入勻化室(4)內(nèi)部，導(dǎo)出管(3)的下沿至勻化室(4)底部距離為勻化室(4)總高度的1/5。
4.如權(quán)利要求1所述的氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣口(1)、勻化室(4) 和導(dǎo)出管(3)材質(zhì)為高純玻璃或石英。
5.如權(quán)利要求1所述的氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，所述軟管(9)為純硅管。
6.如權(quán)利要求1所述的氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，所述帶標(biāo)尺的旋進(jìn)螺絲(6) 是用于控制截面積的比例刻度。
7.如權(quán)利要求1所述的氣溶膠平滑分束裝置，其特征在于，所述橢圓套管(7)和圓弧形的擠壓片(12)為不銹鋼材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣溶膠平滑分束裝置，包括進(jìn)氣口、勻化室、氣溶膠比例分割器和出氣口，進(jìn)氣口的外端與激光剝蝕腔的出口端相連，內(nèi)端從邊部非軸向?qū)氲絼蚧抑?，氣溶膠經(jīng)過勻化后經(jīng)插入4/5的導(dǎo)出管道排至氣溶膠分割器并分至兩路出氣口，分別連至不同的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行分析測(cè)試；勻化室的橢球形設(shè)計(jì)使得氣溶膠組成更加均一；氣溶膠比例分割器可依據(jù)需要在線調(diào)節(jié)兩個(gè)出氣口氣溶膠分配比例；本發(fā)明充分保證了分配至兩個(gè)出氣口的氣溶膠組成與原始樣品完全一致，并使得具有脈沖的信號(hào)得到勻化后更穩(wěn)定，得到準(zhǔn)確度更高、精密度更好的分析結(jié)果。
文檔編號(hào)G01N1/36GK102175505SQ20111002691
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者包志安, 宗春蕾, 戴夢(mèng)寧, 楊雪, 袁洪林, 陳開運(yùn) 申請(qǐng)人:西北大學(xué)