专利名称：钨丝电热原子吸收光谱仪的制作方法
技术领域：
钨丝电热原子吸收光谱仪
一、 技术领域-
本发明涉及一种原子吸收光谱仪的设计，属于原子吸收光谱分析领域。
二、 背景技术
目前广泛应用的原子吸收技术包括火焰原子吸收(Flame Atomic Absorption Spectrometry, FAAS)和石墨炉原子吸收(Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, GF-AAS)，其中
石墨炉原子吸收更是由于其灵敏度高而在超痕量分析占有不可或缺的地位。
无论是火焰原子吸收还是石墨炉原子吸收，它们一个共同的缺点就是仪器无法向小型化 方向发展，这其中一个重要的原因是由于原子化器无法小型化。其中石墨炉原子吸收有一些 特有的缺点限制了它的应用1.仪器体积庞大，不适合于现场分析；2.结构复杂，操作烦琐； 3.能耗大；4.维持费用高，需专业人员进行使用及维护。因此有必要发展一种简单、小型、 便携式的原子发射光谱仪以满足许多现场分析之需。
鹆丝作为石墨炉的替代品也已广泛应用于原子光谱分析，由于钨丝体积小、能耗低，在 小型化分析仪器有广泛的前景。
三、 发明内容
由于现有的石墨炉原子吸收光谱仪结构复杂、附加设备多，因而仪器昂贵，能耗大，操 作复杂，分析成本高。这给石墨炉原子吸收的普及带来了很大的不便，特别是由于其体积庞 大，无法应用于野外、现场分析，因而无法对环境样品进行实时监测。此外，现有的石墨炉 原子吸收在教学、学生设计实验方面也存在诸多不便。本发明意在发展一种仪器结构简单、 能耗低、价格低廉的原子吸收光谱仪，能用于野外、现场分析，并能给学生以直观的原子吸 收概念。
将钩丝(附图1， 6)作为原子吸收光谱仪的原子化器，微型电荷耦合器件(charge coupled device, CCD)为检测器(附图1， 13)，手提笔记本电脑为数据处理系统(附图1， 14)， CCD 通过一个USB接口与手提笔记本电脑连接，获得了一种简单的、小型的、便携式的钨丝电热
原子吸收光谱仪。
钨丝电热原子吸收光谱仪与石墨炉原子吸收光谱仪的比较-1与石墨炉原子化器相比，钨丝原子化器无论是在体积还是能耗都要小的多。 2本发明采用钨丝作为原子化器，很简单，其体积不足手掌大小；而石墨炉原子化器结构复 杂，体积庞大，维持仪器的稳定需很多其它的设备，如控制房间温度、湿度的附加设备等。 3 —般的石墨炉原子化器的功率都在2千瓦以上，附上控制房间温度的空调、除湿仪等装置 (空调功率一般2000 W，除湿机功率一般700 W)，石墨炉原子吸收的整体能耗在4000 W以 上；而本发明中钩丝的理论最大功率为150W，实际能耗要小于这个值，约在100W左右， 它对工作条件的要求远不如石墨炉苛刻，室内室外均可使用。
4石墨炉原子吸收的检测器是光电倍增管，其体积相较于本发明中使用的CCD要大许多，鹆 丝原子发射光谱仪的检测器(CCD)只有手掌大小， 一般通过一个USB接口即可由电脑对其 供电，无需冷却装置。
5本发明非常轻便(小于10Kg)，便于携带。
6本发明的数据处理快速简单，谱图清晰可见，可以记录强度-波长-时间三维数据。
四、
图1是钨丝电热原子吸收光谱仪的仪器组成图，
图2是用钨丝电热原子吸收光谱仪的CCD采集的一幅典型的光线强度随时间变化的图。
五具体实施方式
整套仪器由三大部分构成光源、原子化系统、检测系统。光源是一个普通的空心阴极
灯(附图l， 1);原子化系统由钨丝(附图l， 6)、电源(附图l， 11)、载气(附图l， 10) 和载气管道(附图1， 9)组成；检测系统则由一个微型电荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD)(附图1， 13)和电脑(附图1， 14)组成，它们之间通过一个USB接口连接。钨丝取 自于OSRAM公司生产的幻灯机灯泡中(型号HLX64633, 15V， 150W)，小心敲碎幻灯机灯 泡的外层玻璃灯罩，留下钨丝和灯座相连。将钨丝(附图1， 6)、电源(附图1， 11)和载气 管道(附图1， 9)固定在一个绝缘的底座上(附图1， 8)，然后再装上玻璃罩(附图1， 4)。 玻璃罩面向实验者的方向开有一个小孔(附图1， 5)，为进样和载气流出之用。
工作时，将样品溶液用微量注射器注入到钨丝(附图1， 6)表面，启动电源(附图1， 11)对钨丝进行程序升温。空心阴极灯发射出的元素的特征谱线经透镜(附图l， 2)和粘附 在玻璃罩(附图1， 4)上的石英片(附图1， 3)后聚焦于钨丝(附图1， 6)上方。样品在 钨丝上原子化之后吸收来自空心阴极灯的特则谱线，剩余的光穿过石英片(附图l， 7)后被 透镜(附图1， 12)再次聚焦于CCD (附图1， 13)的入射狭缝。光被CCD采集并通过CCD 自带软件输出至电脑(附图1， 14)，最后通过Microsoft Excel进行处理得到分析结果。附图 2即为CCD采集的一幅典型的光线强度随时间变化的图，该图很清晰地显示了强度-波长-时 间的三维数据。
权利要求1.钨丝电热原子吸收光谱仪，该光谱仪由空心阴极灯，原子化器，微型电荷耦合器件，手提电脑数据处理系统所组成，其特征在于钨丝作为原子化器，微型电荷耦合器件作为检测器。
2. 按权利要求1所述的钨丝电热原子吸收光谱仪，其特征在于仪器的各组成部分是均可拆卸的。
专利摘要钨丝电热原子吸收光谱仪，由空心阴极灯(光源)、钨丝装置(原子化系统)和微型CCD光谱仪(检测系统)三部分组成，仪器结构简单、体积小巧、能耗低。与现有的石墨炉原子吸收光谱仪相比，钨丝电热原子吸收光谱仪耗电少、经济，便于推广应用；附加设备少，体积小，便于携带，可用于现场分析。此外，钨丝电热原子吸收光谱仪可以同时获得强度-波长-时间三维的实时信息，谱图信息更丰富、更直观，也有助于大学仪器分析课程教学中阐述各种概念。
文档编号G01N21/31GK201063020SQ20062003601
公开日2008年5月21日 申请日期2006年10月26日 优先权日2006年10月26日
发明者何艺桦, 侯贤灯, 弋 吕, 鹏 吴 申请人:四川大学