[发明专利]一种用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及固体样品元素含量分析技术领域，尤其涉及一种用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统。

背景技术

传统原子吸收、电感耦合等离子体发射光谱及微波诱导等离子体发射光谱等元素分析方法通常需要将样品制备成溶液进行分析，这种方法的缺点在于经历样品消解、标准溶液的配制及建立浓度校准曲线等繁琐的步骤，分析速度慢，无法及时提供工艺生产所需的各元素含量方面的信息。此外，由于存在样品的消解及样品溶液的转移及定容等过程，故存在沾污样品的可能性，从而影响分析结果的准确性。激光烧蚀作为微波等离子体炬装置配有显微成像放大系统，不仅可进行固体样品成分分析，而且还可以进行表面微区分析，是传统表面微区分析方法如扫描电子显微镜-能谱仪(SEM/EDS)、电子探针微区分析(EPMA)及二次离子质谱(SIMS)等强有力的补充。此外，此固体装置由于采用廉价氮气作为工作气，与激光烧蚀-电感耦合等离子体发射光谱或质谱联用(LA-ICP-MS及LA-ICP-OES)采用氩气作为工作气相比较，可极大地节约仪器运行成本费用。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，其可以用于固体样品的直接分析，对于粉末样品只需简单的压片前处理即可直接分析，可用于冶金、半导体、地质、硅酸盐等工业领域的固体或粉末样品快速元素含量分析。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，包括：

激光器，用于输出预定波长的激光；

光学扩束装置，用于将激光扩散处理；

光路调节装置，用于将扩散处理后的激光光束按预定角度反射和/或将可见光透射处理；

光学聚焦装置，用于将激光光束聚焦处理后传送到样品室；

样品室，用于放置样品，并接收聚焦后的激光对样品进行烧蚀处理；

成像处理装置，用于将所述光路调节装置透射处理后的可见光成像处理。

根据本发明的用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，所述激光器为Nd:YAG灯泵浦激光器；所述激光器输出的激光波长为213nm。

根据本发明的用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，所述光学扩束装置包括：

凹面镜，用于将激光扩散处理；

凸透镜，设于所述凹面镜之后，用于将扩散的激光转换为平行激光束。

根据本发明的用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，所述光路调节装置包括：

光阑，用于选择性的提供不同孔径大小的透光孔；所述光阑连有驱动装置；

二向色散反射镜，其向所述光阑一侧倾斜45°放置。

根据本发明的用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，所述光学聚焦装置包括目镜和设于其后的物镜；所述物镜连有距离调节装置。

根据本发明的用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，所述样品室外部连有载气回路，所述载气回路两端设有第一阀门和第二阀门；所述样品室顶部设有石英窗口玻璃、内部设有三维步进电机样品台。

根据本发明的用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，所述成像处理装置包括：

可见光反射镜，用于将可见光按预定角度反射；

可见光聚焦透镜，用于将反射后的可见光聚焦；

CCD相机，用于将聚焦后的可见光进行成像处理。

根据本发明的用于微波等离子体炬发射光谱的固体进样分析系统，所述载气为N₂。

本发明设置有激光器、光学扩束装置、光路调节装置、光学聚焦装置、样品室和成像处理装置；由激光器输出的激光束透过凹面镜及凸透镜组成光学扩束装置并通过光阑和二向色散反射镜组成的光路调节装置对激光束进行90°反射，反射后的激光束经物镜及目镜组成的光学聚焦装置后通过样品室顶部的石英窗口玻璃对放置在三维步进电机样品台上的待分析样品进行烧蚀，烧蚀后的气溶胶经载气N₂携带至微波等离子体炬光谱仪进行激发并检测；同时，可见光经样品室反射后依次透过光学聚焦装置和光路调节装置中的二向色散反射镜后经成像处理装置的可见光反射镜和可见光聚焦透镜到达终端的CCD相机，通过观察成像实现样品的准确定位。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明的具体结构示意图；

图3是本发明工作时总体气路流向示意图；

图4是本发明更换样品时气路流向示意图；