[实用新型]用于交直流电弧光谱仪的笔形汞灯快速描迹谱线定位系统

说明书

技术领域

本实用新型属于原子发射光谱分析仪器领域，具体涉及一种用于交直流电弧光谱仪的笔形汞灯快速描迹谱线定位系统。

背景技术

我国生产的电弧激发一米和两米光栅光谱仪，己有30多年的历史。该仪器的特点可直接对地质样品中土壤、岩石、水系沉积物和高纯金属氧化物等粉末状样品进行分析，无需化学消解及稀释过程，从而避免了消解后溶液中某些元素的含量被稀释降低分析灵敏度，而且还极易带入难以控制的污染。

长期以来，该仪器在地质领域全国开展地球化学找矿《1:5万区域化探全国扫面计划》中每年有几十万件地球化学样品的分析任务，以及有色、冶金系统中大量的高纯金属氧化钨、氧化钼和其它贵金属样品中测定17～19种杂质元素含量，因此在我国众多实验室得到广泛应用。但是，该仪器的缺点：采用传统的相板记录、洗相、测光等流程进行光谱分析，其操作程序繁锁、工作效率低、劳动强度大和易污染环境等弊端。新型电弧激发光电直读光谱仪的诞生可完全取代传统的照相光谱分析方法及仪器，直接对粉末状样品中的被测元素进行准确、快速测定，具有比其它仪器和方法更好的检出限，技术指标均可满足国家标准的要求。

仪器的整体光学系统是按照技术指标及凹面光栅色散率，在仪器出厂前调整并紧固好的，不会有相对位置的移动。但因环境温度等因素的影响及金属本身的变形会造成谱线相对于出射狭缝的漂移。待测元素的谱线位置随环境温度的变化，难免会有微小的整体水平或垂直方向的漂移。

谱线漂移产生的原因是多方面的。首先温度的变化对谱线位移的影响较大，其次是机械振动、气压和湿度等的变化对它的影响。机械振动有来自仪器内部的，也有来自外界的。在光谱仪结构设计时，须防止机械振动对光学零件（包括狭缝）相对位置的影响。一方面要加强仪器整体的刚性，另一方面要采用其他有效的防震措施。在光谱仪结构设计中，这种机械振动的影响是完全可以限制在允许范围之内。气压和湿度的变化会改变介质的折射率，从而使谱线发生位移，可以认为是平行移动。湿度的提高不仅会使空气的折射率增大，而且会对光学零件产生腐蚀作用，降低了仪器的透过率。温度的影响主要是改变石英的折射率和棱镜的折射顶角，从而改变色散光束的方向。当温度升高时，光谱向长波方向移动，长波区谱线移动量较短波区谱线大。温度对光栅的影响主要改变光栅常数，使角色散率发生变化，产生谱线位移。这种谱线位移可以近似地认为是平行移动谱面。

因此，可以认为产生谱线移动的基本原因是环境温度和气压的变化，在一般情况下环境温度和气压变化不大的范围内，产生的谱线变动是谱面的平行移动，这给校正谱线位移提供了方便的条件。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型选择了一个元素标准谱线作为扫描的代表谱线，只要这个代表元素谱线扫描对准后，其它谱线均同时对准了，该代表曲线又称为监控谱线。其中以采用汞灯谱线作监控谱线进行描迹最为理想。

本实用新型的目的是提供一种用于交直流电弧光谱仪的笔形汞灯快速描迹谱线定位系统。

为了达到上述目的，本实用新型的目的是提供一种用于交直流电弧光谱仪的笔形汞灯快速描迹谱线定位系统，包括作为激发光源的笔形汞灯，激发光源之后沿光路依序设置第一透镜、中间光栏、第二透镜、第三透镜和罗兰圆；所述罗兰圆上设有凹面光栅、入射狭缝和出射狭缝；

所述笔形汞灯发出的特征光谱照射在用以消色差的第一透镜和第二透镜上，所述第一透镜将激发光源的电极成像在第二透镜前的中间光栏上，所述第二透镜将第一透镜的通光孔径成像在第三透镜前；所述第三透镜经罗兰圆的入射狭缝将所述中间光栏成像在罗兰圆内的凹面光栅上，所述凹面光栅将单色光成像在所述罗兰圆上，透过所述罗兰圆上的出射狭缝成像投在光电倍增管上。

其中，所述第二透镜后面加上平面反射镜改变光路方向，将通过第二透镜的光线反射到第三透镜前。

所述出射狭缝之前装有筛选特征光谱光的中间光栏。

所述笔形汞灯优选为冷阴极低压笔形汞灯。

所述笔形汞灯的大小和形状类似钢笔，其由两部分所组成，上部为胶木绝缘材料，下部为石英玻璃，内部加入液态汞。在密封的石英玻璃内壁引出两个电源线，通过上部为胶木绝缘材料棒中心，外接专用的低压电源，可激发出强烈的汞元素的特征谱线。

所述笔形汞灯优选的设置于激发光源中心。因激发光源中心是通过光学系统聚焦至凹面光栅的分光系统、检测系统。因此，笔形汞灯必须设置在激发光源中心同一位置，才能得到较好汞元素特征谱线。

所述笔形汞灯发出的特征光谱为253.7nm，该特征光谱作为专用通道，从而能有效地达到谱线定位的目的。