[发明专利]一种激光原位剥蚀分析用的微容积气溶胶样品池

说明书

技术领域

本发明属于仪器分析技术领域，具体涉及一种激光原位剥蚀分析用的微容积气溶胶样品池。

背景技术

激光原位剥蚀分析在现代分析检测中具有重要的地位，具有微区（微米级）、原位和实时（在线分析）的特点。样品需要在样品池内被高能量激光原位剥蚀，产生的气溶胶被载气（通常为氩气或氦气等惰性气体）输送至ICPMS或者MC-ICPMS等元素分析仪器，可以获得样品的微量元素含量或者同位素比值等信息。

目前使用的常规样品池，一般为激光剥蚀系统仪器厂家设计，内部为圆柱形空间，进气口和出气孔水平通过样品池中心，且二者在一条直线上，气体进入样品池后，大部分气体迅速通过中心狭窄区域被输送至出气孔，并且在样品池气流通道的中央两侧形成涡流，流速变缓。实际使用中，样品和标准物质被对称分布在中心线两侧，以减少元素分馏和质量歧视效应的影响。因此池内这种气流动力学特征不能够使样品气溶胶被快速送出样品池，使分析信号的灵敏度和精度受到影响。

激光剥蚀样品时通常仅对样品的表面（数十微米尺度）进行剥蚀，同时，现用常规样品池为简化设计，没有采用底部加洗盲孔的设计，整个样品均被放置于样品池空间中，由于激光仅对样品表面几十微米厚度进行剥蚀，因此实际上样品表面以下的大部分区域均为样品池无效使用空间，因此样品池现有设计上较大内部空间不仅增加了气溶胶在池内的滞留时间，而且可能形成更多的池内湍流，使其不能被快速输送出样品池。

常规样品池两端进气孔和出气孔均为中间有孔金属接头。金属接头一端以螺纹固定在样品池上，另外一端直接插入外部气体管线。但气体管线难以和金属接头脱离，在对样品池进行日常拆卸和清洗维护、以及更换气体管线的时候，操作上非常不便。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有良好气流动力学性能的激光剥蚀微容积气溶胶样品池，以解决现有技术中存在的问题。

本发明通过以下技术方案实现：一种激光原位剥蚀分析用的微容积气溶胶样品池，包括：

一样品池腔，其内部采取纺锤形结构，顶部有两个固定卡扣，和一个活动卡扣，以固定样品池密封顶盖；

两底部盲孔，一英寸直径，深一厘米，垂直分布于气流通道的中央两侧；

一进气孔，分布于样品池右侧，有螺纹孔，快插螺纹接头可旋入样品池该进气孔固定；

一出气孔，分布于样品池左侧，为无螺纹圆孔，带轴套快插接头一端插入后固定，另外一端可以和气体管路直接连接；

一密封圈挖槽，位于样品池上表面，该密封圈挖槽为圆形，密封圈埋于该密封圈挖槽内；

三个卡扣，一个为活动卡扣，两个位于样品池腔顶部，和活动卡扣一起固定样品池盖与样品池腔连接；

样品池的所述进气孔采用和样品池上表面垂直的进气方式，使气流进入样品池后迅速均匀分布流向样品池内部，最大程度减小了气流前进方向的垂向流速梯度，同时结合样品池纺锤形结构，气流在样品池内不会象常规样品池那样形成两侧对称涡流，而保持良好的气流动力学特性。

本发明的优点和积极效果为：

本发明的技术方案可以看出，样品池内部采用纺锤形和底部加洗对称盲孔的结构，以及进气孔垂直样品池表面的设计，减小了样品池内部容积，并使气体进入样品池后保持良好的气流动力学特性均匀高速的流过样品池内部空间，高效的把样品气溶胶输送出样品池。同时进气孔和出气孔采用快插接头，方便气路管线的接驳和日常维护，并且扩展了气体管路的适用范围。

附图说明

图1为样品池三维结构及三视图，图中：1-样品池三维结构；2-样品池进气孔；3-样品池出气孔。

图2为样品池三维结构及三视图，图中：4-样品池底部加洗盲孔；5-样品池密封圈槽；6-固定样品池盖的卡扣；图2（a）为X-样品池X方向视图；图2（b）为Y-样品池Y方向视图；图2（c）为Z（池内）-样品池内部Z方向视图；图2（d）为Z（池外顶部）-样品池顶部Z方向视图。

图3为样品池快插螺纹接头，图中：7-进气孔快插螺纹接头。

图4为样品池快插接头，图中：8-出气孔带轴套快插接头。

图5为样品池卡扣，图中：9-活动卡扣。

图6为本发明样品池内中心高度处速度场（单位m/s）以及流线分布（Fluent流体力学软件模拟）。

图7为本发明样品池垂直底面的中心横断面上速度场及流线分布（Fluent流体力学软件模拟）。

图8为原有常规样品池池内中心高度处速度场（单位m/s）以及流线分布（Fluent流体力学软件模拟）示意图，图中流线代表气流运动的方向。