專利名稱：一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置。
背景技術：
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的日益提高，社會生產(chǎn)對于各類工業(yè)制成品的質量要求越來越高，特別是對于鋼鐵、有色金屬、先進陶瓷等大宗工業(yè)原料和制成品，對其成分或含量進行精確、定量的檢測成為監(jiān)督其生產(chǎn)的重要手段。
在固體樣品的檢測過程中，有效組分的提取過程尤為關鍵。目前對于具有較高熔點的固體樣品，多采用直接加熱高溫氣化法或直接高壓電弧氣化法獲得待分析組分，這些方法通常能耗大，且現(xiàn)有裝置死體積較大、氣化效率不高、操作繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提出一種體積小、氣化效率高、操作簡單的用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，其特征在于，該裝置包括加熱裝置，包括耐壓殼體，以及位于耐壓殼體內(nèi)的碳化硅加熱棒，位于碳化硅加熱棒上的鉬坩堝，樣品與引弧物質置于鉬坩堝中，所述的碳化硅加熱棒以電線與外置控制器相連接；鉬針，置于耐壓殼體內(nèi)，并位于鉬坩鍋上方作為電弧引發(fā)極，以電線與外置控制器相連接；紅外測溫探頭，安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，以電線與外置控制器相連接；采氣管，一頭安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，另一頭連接分析裝置；三通閥，一頭開口于耐壓殼體下部，一頭連接真空泵，一頭與載氣管路相連；真空泵，與所述三通閥相連；控制器，獨立設置于耐壓殼體外部，以電線分別與紅外測溫探頭、鉬針、碳化硅加熱棒兩極相連。所述的耐壓殼體為帶密封圈的密封腔體，所述的碳化硅加熱棒、鉬坩鍋、紅外測溫探頭、作為電弧引發(fā)極的鉬針均置于耐壓殼體內(nèi)。所述的碳化硅加熱棒在控制器的控制下加熱鉬坩鍋內(nèi)的樣品與引弧物質，使其產(chǎn)生等離子體，引燃低壓電弧，達到瞬間高溫，使樣品得以分解氣化。所述的紅外測溫探頭能夠探測耐壓殼體內(nèi)的溫度，反饋至控制器，通過控制器調節(jié)不同溫度段氣化分解樣品，使得復雜組分的采樣分析成為可能。所述的載氣管路內(nèi)輸入的載氣根據(jù)待分析樣品組分選擇還原性其他或氧化性氣體。所述的分析裝置包括GC-MS，氣體IR等。本氣化裝置流量可調，便于操作維護，適合在其氣路下游搭配多種檢測儀器，實現(xiàn)分別檢測或同時檢測。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明設計一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，主要創(chuàng)新點在于將樣品加熱裝置、電弧氣化裝置以及頂空導出裝置集成起來，并引入溫度和氣體氣氛控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)利用熱激發(fā)的等離子體引燃低壓電弧分解樣品，并可在不同溫度段氣化分解樣品，通過載氣攜帶的方式實現(xiàn)流動進樣，可以作為GC-MS、氣體IR等多種檢測手段的樣品前處理通用裝置，大大提高了固體樣品中復雜組分的分析效率。本發(fā)明的目的在于利用碳化硅加熱元件對位于鉬坩堝中的樣品及引弧物質同時加熱，以使其產(chǎn)生等離子體的方式引燃低壓電弧，產(chǎn)生瞬間高溫，以使得待分析樣品分解、裂解并氣化，并通過載氣攜帶的方式實現(xiàn)流動進樣，實現(xiàn)了對固體物質的氣態(tài)分析的目的。并通過緊湊化系統(tǒng)結構設計解決了現(xiàn)有固體氣化裝置死體積大、氣化效率不高、操作繁瑣及環(huán)境污染等問題。



圖I為本發(fā)明的結構示意圖。圖中1為樣品和引弧物質，2為鉬坩堝，3為碳化硅加熱棒，4為采氣管，5為真空泵，6為鉬針，7為紅外測溫探頭，8為電弧，9為控制器，10為密封，11為三通閥，12為載氣。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例I如圖I所示，一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，包括帶密封圈10的裝置耐壓殼體(主體部分外廓)、盛裝樣品和引弧物質I的鉬坩堝2、作為電弧引發(fā)極的鉬針6、碳化硅加熱棒3、安裝在耐壓殼體內(nèi)部的紅外測溫探頭7、真空泵5、用于引入/排出載氣的三通閥11、用于導出待分析氣體的采氣管4、與電路相連的外部控制器9。其中碳化硅加熱棒3、鉬坩鍋2、紅外測溫探頭7、作為電弧引發(fā)極的鉬針6均置于耐壓殼體內(nèi)，鉬坩鍋2置于碳化硅加熱棒3上，碳化硅加熱棒3通過電線與外置的控制器9連接，碳化硅加熱棒3在控制器9的控制下加熱鉬坩鍋2內(nèi)的樣品與引弧物質1，使其產(chǎn)生等離子體，引燃低壓電弧，達到瞬間高溫，使樣品得以分解氣化；紅外測溫探頭7安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，以電線與外置控制器9相連接；采氣管4一頭安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，另一頭與本裝置下游的分析裝置如GC-MS、氣體IR等檢測器相連接；三通閥11 一頭開口于耐壓殼體下部，一頭連接真空泵5，一頭與載氣管路相連。
具體實施方式
的載氣入口出的三通閥11可以引入還原性、氧化性等不同氣氛的氣體作為載氣12，以實現(xiàn)不同化學環(huán)境下固態(tài)物質成分的分析；另外，安裝在耐壓殼體內(nèi)部的紅外測溫探頭7與擁有溫度反饋裝置的外部控制器9相連，紅外測溫探頭7探測耐壓殼體內(nèi)的溫度，反饋至控制器9，通過控制器9調節(jié)不同溫度段氣化分解樣品，使得復雜組分的采樣分析成為可能。不僅可以實現(xiàn)根據(jù)具體待分析物質選擇最優(yōu)化的分解溫度，控溫裝置(紅外測溫探頭7與控制器9)還可作為裝置安全屏障。整個帶密封圈10的裝置耐壓殼體采用樣品加熱裝置、電弧氣化裝置以及頂空導出裝置一體化的結構設計，使得死體積優(yōu)化到最小程度，更大的提高分析效率；控制器采用耐壓殼體外獨立操作模塊，方便操作和電子元件升級換代。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的具體實施方式
僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內(nèi)，對以上所述具體實施方式
的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，其特征在于，該裝置包括 加熱裝置，包括耐壓殼體，以及位于耐壓殼體內(nèi)的碳化娃加熱棒，位于碳化娃加熱棒上的鉬坩堝，樣品與引弧物質置于鉬坩堝中，所述的碳化硅加熱棒以電線與外置控制器相連接; 鉬針，置于耐壓殼體內(nèi)，并位于鉬坩鍋上方作為電弧引發(fā)極，以電線與外置控制器相連接; 紅外測溫探頭，安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，以電線與外置控制器相連接； 采氣管，一頭安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，另一頭連接分析裝置； 三通閥，一頭開口于耐壓殼體下部，一頭連接真空泵，一頭與載氣管路相連； 真空泵，與所述三通閥相連； 控制器，獨立設置于耐壓殼體外部，以電線分別與紅外測溫探頭、鉬針、碳化硅加熱棒兩極相連。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，其特征在于，所述的耐壓殼體為帶密封圈的密封腔體，所述的碳化硅加熱棒、鉬坩鍋、紅外測溫探頭、作為電弧引發(fā)極的鉬針均置于耐壓殼體內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，其特征在于，所述的碳化硅加熱棒在控制器的控制下加熱鉬坩鍋內(nèi)的樣品與引弧物質，使其產(chǎn)生等離子體，引燃低壓電弧，達到瞬間高溫，使樣品得以分解氣化。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，其特征在于，所述的紅外測溫探頭探測耐壓殼體內(nèi)的溫度，反饋至控制器，通過控制器調節(jié)不同溫度段氣化分解樣品。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，其特征在于，所述的載氣管路內(nèi)輸入的載氣根據(jù)待分析樣品組分選擇還原性其他或氧化性氣體。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，其特征在于，所述的分析裝置包括GC-MS，氣體IR。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于固體材料高溫分解氣化的自熱式低壓電弧裝置，該裝置包括加熱裝置，包括耐壓殼體，以及位于耐壓殼體內(nèi)的碳化硅加熱棒，鉑坩堝，所述的碳化硅加熱棒以電線與外置控制器相連接；鉑針，置于耐壓殼體內(nèi)，并位于鉑坩鍋上方作為電弧引發(fā)極，以電線與外置控制器相連接；紅外測溫探頭，安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，以電線與外置控制器相連接；采氣管，一頭安裝在耐壓殼體內(nèi)表面頂部，另一頭連接分析裝置；三通閥，一頭開口于耐壓殼體下部，一頭連接真空泵，一頭與載氣管路相連。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實現(xiàn)了對固體物質的氣態(tài)分析，并通過緊湊化系統(tǒng)結構設計解決了現(xiàn)有固體氣化裝置死體積大、氣化效率不高、操作繁瑣及環(huán)境污染的問題。
文檔編號G01N1/44GK102944462SQ20121046046
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權日2012年11月15日
發(fā)明者劉剛, 張小沁, 儲德韌, 汪丹 申請人:上海天科化工檢測有限公司, 上?；ぱ芯吭?br>