本實(shí)用新型涉及熒光光譜,特別涉及原子熒光光度計(jì)。
背景技術(shù):
原子熒光光度計(jì)的工作原理為:利用硼氫化鉀或硼氫化鈉作為還原劑,將樣品溶液中的待分析元素還原為揮發(fā)性共價(jià)氣態(tài)氫化物(或原子蒸汽),然后借助載氣將其導(dǎo)入原子化器,在氬-氫火焰中原子化而形成基態(tài)原子。待測元素的激發(fā)光源(一般為空芯陰極燈)發(fā)射的特征譜線經(jīng)聚焦照射火焰,激發(fā)其中待測元素的原子產(chǎn)生熒光。光電倍增管接收熒光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)積分放大等處理,由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得到與樣品中元素濃度成正比測量結(jié)果。
當(dāng)樣品溶液中含有兩種或以上的待測元素時(shí),原子熒光光度計(jì)采用多通道測量模式,采用與通道數(shù)目(即樣品溶液中待測元素的數(shù)目)相同的激發(fā)光源高頻分時(shí)照射火焰,并使光電倍增管按與光源相應(yīng)的頻率分別讀取各通道信號(hào)值。多通道光路形式一般是在水平面上采用光路旋轉(zhuǎn)平鋪的方式來實(shí)現(xiàn)的,多個(gè)通道的激發(fā)光按一定角度(如45度、45度、90度、-90度、135度、-135度)入射火焰,然后在0度位置接收熒光,所有通道的激發(fā)光和最終接收的熒光都在經(jīng)過火焰中心的橫切面上。平鋪方式有以下幾個(gè)缺點(diǎn):
1.由于熒光的強(qiáng)度與熒光接收角度有關(guān),幾個(gè)通道接收角度的不一致導(dǎo)致各通道一致性較差,且偏離90度接收熒光的通道熒光效率急劇降低;
2.由于大于90度接收熒光時(shí)(如+135度和-135度),熒光會(huì)受透射光的嚴(yán)重干擾,因此為保證雜光較小,一般采用90度內(nèi)接收熒光;由于空間限制,90度內(nèi)能放置的通道數(shù)量一般不超過4個(gè);
3.由于空心陰極燈漂移較大,特別是汞燈,信號(hào)的漂移極大地影響了儀器的穩(wěn)定性和檢出限;
4.多通道熒光光度計(jì)的燈為平鋪散開方式,需要從上開門更換燈,更換麻煩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足,本實(shí)用新型提供了一種檢測效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、通道間干擾少的原子熒光光度計(jì)。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種原子熒光光度計(jì),所述原子熒光光度計(jì)包括光路系統(tǒng)、原子化器及分析系統(tǒng);所述光路系統(tǒng)包括:
M個(gè)激發(fā)光源,M≥2,且M∈Z,所述M個(gè)激發(fā)光源的出射光的特征譜線分別對(duì)應(yīng)于待測元素;所述出射光照射到原子化器內(nèi)火焰中的同一區(qū)域,入射到所述同一區(qū)域時(shí)的出射光非處于同一垂直于火焰中心軸線的截面內(nèi);
探測器,所述探測器將與入射到所述同一區(qū)域的出射光間的夾角為銳角或直角的熒光轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并傳送到所述分析系統(tǒng)。
根據(jù)上述的原子熒光光度計(jì),優(yōu)選地,入射到所述同一區(qū)域時(shí)的所述M個(gè)激發(fā)光源的出射光處于同一平面內(nèi),該平面與所述火焰的中心軸線的夾角為零或銳角。
根據(jù)上述的原子熒光光度計(jì),可選地,所述光路系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
M個(gè)分束模塊,所述分束模塊用于分別將每一個(gè)激發(fā)光源發(fā)出的光分成出射光、參比光。
根據(jù)上述的原子熒光光度計(jì),可選地,所述光路系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
合束模塊,所述合束模塊用于將M束參比光合在一起。
根據(jù)上述的原子熒光光度計(jì),可選地,所述合束模塊包括:
傳輸介質(zhì),所述傳輸介質(zhì)的輸出端并在一起;合束后的參比光被耦合進(jìn)所述傳輸介質(zhì)傳輸,之后被所述探測器或另設(shè)的探測器接收,另設(shè)的探測器的輸出端連接所述分析系統(tǒng)。
根據(jù)上述的原子熒光光度計(jì),優(yōu)選地,所述探測器的接收面的法線與入射到所述同一區(qū)域時(shí)的出射光間的夾角為銳角或直角。
根據(jù)上述的原子熒光光度計(jì),可選地,所述光路系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
切換模塊,所述切換模塊用于將所述出射光選擇性地傳輸?shù)剿鐾粎^(qū)域。
本實(shí)用新型還提供了應(yīng)用上述原子熒光光度計(jì)的工作方法。該實(shí)用新型目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
根據(jù)上述的原子熒光光度計(jì)的工作方法,所述工作方法包括以下步驟:
(A1)激發(fā)光源發(fā)出的出射光照射到火焰中;
(A2)待測元素在火焰中形成基態(tài)原子,基態(tài)原子吸收所述出射光被激發(fā),并釋放出熒光;
(A3)探測器接收所述熒光,經(jīng)分析后獲知樣品中待測元素的含量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有的有益效果為:
1.所有通道的熒光接收方向與入射到火焰的激發(fā)光的夾角為直角(或銳角),該方向熒光最強(qiáng),受激發(fā)光的透射光的雜光影響最低;
2.可實(shí)現(xiàn)4個(gè)或以上的通道同時(shí)測試,滿足客戶高效率測試的需求;
3.所有通道都是并行的通道,能保證通道一致性好,通道之間的干擾??;
4.每個(gè)通道都有參比信號(hào)采集用于扣除漂移,極大提高儀器穩(wěn)定性和檢出限,同時(shí)也大大縮短儀器所需要的預(yù)熱時(shí)間;
5.所有通道的激發(fā)光源均安裝都在儀器的面板上,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單,更換方便。
附圖說明
參照附圖,本實(shí)用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而并非意在對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1的光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式
圖1和以下說明描述了本實(shí)用新型的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本實(shí)用新型。為了教導(dǎo)本實(shí)用新型技術(shù)方案,已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實(shí)用新型的多個(gè)變型。由此,本實(shí)用新型并不局限于下述可選實(shí)施方式,而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
實(shí)施例1:
本實(shí)用新型實(shí)施例的原子熒光光度計(jì),所述原子熒光光度計(jì)包括:
進(jìn)樣系統(tǒng)、原子化器、分析系統(tǒng),這些都是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù),在此不再贅述;
圖1示意性地給出了本實(shí)用新型實(shí)施例的光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖,如圖1所示,所述光路系統(tǒng)包括:
M個(gè)激發(fā)光源1-4,如空心陰極燈,M≥2,且M∈Z,所述M個(gè)光源的出射光的特征譜線分別對(duì)應(yīng)于待測元素;所述出射光照射到原子化器內(nèi)火焰中的同一區(qū)域,入射到所述同一區(qū)域時(shí)的出射光非均處于同一垂直于火焰中心軸線的截面內(nèi),如出射光均處于同一個(gè)包含所述中心軸線的平面或平行于所述中心軸線的平面內(nèi),或多數(shù)出射光處于該平面內(nèi),少數(shù)出射光與該平面間具有較小的夾角,如3度,5度,10度;或出射光處于同一平面內(nèi),該平面與火焰中心軸線的夾角為銳角,如3度,5度,10度;
M個(gè)透反鏡5-8,如中心具有通孔的透鏡、比例透反鏡等,所述透反鏡設(shè)置在激發(fā)光源的出光光路上,從而分出出射光、參比光;
合束模塊,所述合束模塊采用M組傳輸介質(zhì)11-14,如光纖束,用于將M束透射光合在一起,傳輸介質(zhì)的輸出端并在一起19;每一組傳輸介質(zhì)的輸入端排列為圓形;
探測器22,如光電倍增管,僅有的一個(gè)探測器將與傳輸?shù)交鹧嬷械某錾涔忾g的夾角為銳角或直角的熒光轉(zhuǎn)換為電信號(hào):探測器的接收面的法線與傳輸?shù)交鹧嬷械某錾涔忾g的夾角為銳角或直角,并傳送到所述分析系統(tǒng);
反射鏡21,該反射鏡可移動(dòng)地設(shè)置在熒光光路上,所述參比光輸出端輸出的參比光被所述反射鏡反射,反射光被所述探測器接收;
切換模塊,所述切換模塊用于控制激光光源的開啟與否,從而使激光光源的出射光選擇性地射入原子化器的火焰中同一區(qū)域。
本實(shí)用新型實(shí)施例的上述原子熒光光度計(jì)的工作方法,所述工作方法包括以下步驟:
(A1)通過切換,激發(fā)光源發(fā)出的出射光分時(shí)地照射到火焰中;
(A2)待測元素在火焰中形成基態(tài)原子,基態(tài)原子吸收所述出射光被激發(fā),并釋放出熒光;
(A3)移入所述反射鏡,參比光被反射鏡反射,之后被探測器接收,從而用于參比對(duì)照,以糾正漂移;
移開所述反射鏡,探測器接收所述熒光,經(jīng)分析后獲知樣品中待測元素的含量。
實(shí)施例2:
本實(shí)用新型實(shí)施例的原子熒光光度計(jì)及其工作方法,與實(shí)施例1不同的是:
合束模塊包括:透反鏡、反射鏡,利用反射鏡將分出的參比光反射到透反鏡,從而實(shí)現(xiàn)參比光的合束。
實(shí)施例3:
本實(shí)用新型實(shí)施例的原子熒光光度計(jì),與實(shí)施例1不同的是:
反射鏡替換為透反鏡、擋體(或斬波器),所述透反鏡固定在所述熒光光路上,參比光被透反鏡反射后入射到探測器上,熒光透過所述透反鏡被探測器接收;擋體可移動(dòng)地設(shè)置在參比光光路上。
當(dāng)擋體移開時(shí),探測器同時(shí)采集火焰中心過來的樣品熒光和參比光;當(dāng)擋體擋光時(shí),只采集樣品熒光,通過軟件處理可以獲得樣品熒光和參比光信息,通過軟件處理用參比光對(duì)樣品熒光進(jìn)行扣漂移處理。
實(shí)施例4:
本實(shí)用新型實(shí)施例的原子熒光光度計(jì),與實(shí)施例1不同的是:
使用二個(gè)探測器,一個(gè)用于接收熒光,另一個(gè)用于接收參比光輸出端輸出的參比光(無需反射到僅有的一個(gè)接收熒光的探測器的反射鏡),輸出的電信號(hào)送分析系統(tǒng)。
實(shí)施例5:
本實(shí)用新型實(shí)施例的原子熒光光度計(jì)及其工作方法,與實(shí)施例1不同的是:
切換模塊不再控制激發(fā)光源的開啟與否,而是在每一激發(fā)光源的出光光路上設(shè)置可移動(dòng)擋體,當(dāng)需要該激發(fā)光源的出射光、參比光時(shí),將擋體置于其它激發(fā)光源的出光光路上以擋光,從而使激發(fā)光源的出射光選擇性地照射到火焰中。