[实用新型]电感耦合等离子体激发光源

说明书

本实用新型涉及一种电感耦合等离子体激发光源。

电感耦合等离子体激发光源是发射光谱分析中的关键部件，当待测元素的试样在该光源中受激发后，发出它的特征谱线，某待测元素谱线强弱就代表了该元素的浓度大小。因此，激发光源的稳定与否直接影响待测元素含量的准确性。另外，电感耦合等离子体激发光源的工作频率高低和稳定程度也将影响激发性能的好坏。为适应检测要求，目前对激发光源的频率稳定度以及输出功率稳定度都有严格的要求。

本实用新型的目的是提供一种电感耦合等离子体激发光源，该光源采用普通的电子元件就能使振荡频率达到国际上规定的40.68兆赫，而且频率的稳定度＜0.1％，输出功率的稳定度＜0.5％。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：激发光源包括箱体以及半饱和电抗器、升压整流滤波电路、高频振荡电路、电流反馈取样电路、基准电压电路低压稳压电源、放大器，晶闸管触发电路、晶闸管控制整流电路，其中：高频振荡电路的振荡槽路中有一电容与电感串接，另一可变电容与它们并联，在反馈线圈回路中串接一可变电阻；电流反馈取样电路是在主回路负极至地之间串接一电阻，在该电阻上并联一回路；晶闸管控制整流电路及半饱和电抗器包括：受脉冲变压器控制的晶闸管、全波整流回路、以及串接在直流回路中半饱和电抗器的直流绕组，该绕组头头相接，电抗器交流绕组串接在电源变压器输入回路，该绕组头尾相接。

以下结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1：本实用新型电路方框图

图2a：本实用新型电路原理图

图2b：本实用新型电路原理图

图1中，1半饱和电抗器，电抗器输出接升压整流滤波电路2，滤波电路再接高频振荡电路3，在升压整流滤波电路的负极接一反馈取样电路4，该反馈信号输入放大器时与基准电压电路5的电压作比较，经放大器6放大，控制晶闸管触发电路8输出，该输出通过脉冲变压器控制晶闸管控制整流电路9，从而改变半饱和电抗器直流线圈中直流电流，变压器T1的输出交流电压也随之改变，达到了调节输出功率的目的。图1中7为低压稳压电源。

图2a、2b中，220交流电输入变压器T1初级、T3初级，在T1初级接一半饱和电抗器T4、T5，T1输出接升压整流滤波电路，它包括D1、C10、C9、L3，其输出接感耦调频自激式功率振荡电路，采用金属陶瓷三极管，型号FU-725U，L1是振荡槽路线圈，内径26mm、3匝，同时也是耦合给石英炬管形成等离子体的工作线圈，C1为真空可调电容，与L1配合形成振荡槽路，其中CO与L1串接，连接C₀后，使振荡频率达40兆赫以上，通过调节C1可使频率调整到40·68兆赫，调节三极管栅极与反馈线圈L2串接的可变电阻R2可改变振荡强度。振荡电路中采用高稳定器件，例如高频瓷介电容以及采用扁平铜带一点接地，可使频率稳定度＜0.1。

在升压整流滤波电路的负极到地之间串接3欧姆电阻，在3欧姆电阻上并一回路，通过R10可变电阻来调节反馈量，该回路包括R10、R23、C11、C30、L8，回路信号输入比例放大器LM308的3脚，另一条输入3脚的基准电压是与低压稳压电源输出相接的回路R25、R26、R27，该回路接一稳压管TL431，接放大器前接R24、L9、C31。9013输出接至SDKCO5的6脚，调节晶闸管触发电路脉冲信号相位位移，通过脉冲变压器T3来改变双向可控硅导通角的大小，从而改变了晶闸管控制电路中的直流电流。

在SDKCO5中，第16脚接至变压器T3次级(电压30伏)，目的是使SDKCO5输出与控制整流电路中晶闸管同步。

变压器T3初级有二组18伏电源，经全波整流D5、D6及稳压7815、7915后，输出稳定电压，供给SDKCO5，LM308、9013以及基准电压电路的低压电。

半饱和电抗器包括两个交流绕组、两个直流绕组。其中交流绕组头尾相接，它们线经匝数完全一致，直流绕组为头头相接，也是线经匝数完全一致，在本电路中以T4、T5表示，图中·号表示线圈起头，电抗器的直流绕组串接在晶闸管控制整流电路的经D2整流的输出回路中。T4、T5采用铁芯：CD型25×50×100(mm)，交流绕组70匝+10匝；直流绕组800匝+100匝。

图2a、图2b中，A、B、C为导线连接点。

动作过程：

当通入交流电未通直流电压时，T1变压器初级电压为175伏，此时可使次级输出3000伏电压，用于点燃电感耦合等离子体激发光源的石英炬，然后调节R27使晶闸管开导，T4、T5变压器直流绕组有直流电流，由于T4、T5铁芯的直流磁化后，输出交流电压增高，T1初组达215伏，次级3800伏，如果输出电压或负载变化时，通过反馈取样电压与基准电压比较，差值通过放大器对晶闸管进行自动调节功率稳定度达＜0.5％。