电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置的制造方法

文档序号:9978300阅读:456来源:国知局
电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光谱检测设备的辅助设备,尤其涉及一种高频电源与负载之间自动取得阻抗匹配的电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置。
【背景技术】
[0002]原子光谱分析中一种广为采用的光源是高频电源用高频电磁能激发的等离子炬,该等离子炬作为负载是受大功率高频电磁能驱动的,而高频电磁能是通过匹配电路传输给等离子炬的,匹配电路必须保证高频电源的阻抗与等离子炬的阻抗之间取得匹配,因为如果不匹配,等离子炬的参数会处于不断变化中,这种情况对光谱测量十分有害,以致影响检测数值的准确性,因此对负载等离子炬必须采取实时阻抗匹配,跟踪负载阻抗变化,实时进行相应的调整。目前,电感耦合等离子炬是国内使用最广的ICP光源,多以自激方式形成,其振荡频率由负载线圈及调谐电容振荡产生,由于功率是随着负载变化,导致振荡频率也相应变化,因而ICP光源的工作频率不稳定,最终检测质量受影响。
[0003]有鉴于上述的缺陷,本设计人,积极加以研究创新,以期创设一种新型结构的电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置,使其更具有产业上的利用价值。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题,本实用新型的目的是提供一种能实时跟踪负载阻抗变化进行相应的自动调整的电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置。
[0005]本实用新型的电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置,包括依次电连接的的高频功率输入单元、阻抗检测器、鉴相器、调整阻抗电容器和控制器,所述调整阻抗电容器并联有调频电容器,所述调整阻抗电容器和所述调频电容器之间连接有高频线圈,所述控制器与所述阻抗检测器之间连接有第一执行机构,所述控制器与所述调频电容器之间连接有第二执行器,所述阻抗检测器和鉴相器分别监测高频功率输入单元的输出端的阻抗绝对值和相值并发送至所述控制器,所述控制器根据采集到的阻抗绝对值和相值数据发送指令到第一执行器和第二执行器,所述第一执行器和第二执行器分别调控调整阻抗电容器和调频电容器的电容值,以使得所述阻抗绝对值测定值和所述相位测定值分别接近规定的绝对值基准值和相位基准值。
[0006]借由上述方案,本实用新型至少具有以下优点:电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置的结构完善,实时跟踪负载阻抗变化,通过控制器灵活控制以实时进行相应的调整电容值,达到更稳定匹配效果,功率调整效率高,稳定安全。
[0007]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0008]图1是电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置的连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
[0010]参见图1,本实用新型一较佳实施例的电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置,包括依次电连接的的高频功率输入单元1、阻抗检测器2、鉴相器3、调整阻抗电容器4和控制器5,调整阻抗电容器4并联有调频电容器7,调整阻抗电容器4和调频电容器7之间连接有高频线圈6,控制器5与阻抗检测器2之间连接有第一执行机构,控制器5与调频电容器7之间连接有第二执行器,阻抗检测器2和鉴相器3与控制器5信号连接,阻抗检测器2和鉴相器3分别监测高频功率输入单元I的输出端的阻抗绝对值和相值并发送至控制器5,控制器5根据采集到的阻抗绝对值和相值数据发送指令到第一执行器和第二执行器,第一执行器和第二执行器分别调整调整阻抗电容器4和调频电容器7的电容值,以使得阻抗绝对值测定值和相位测定值分别接近规定的绝对值基准值和相位基准值。
[0011 ] 本实施例中,经高频功率输入模块输入高频27.12ΜΗζ/50 Ω的信号,鉴相器3检测输入功率的电流电压相位相对变化量;阻抗检测器2测量输入功率的阻抗绝对值,将这两个变化量传送给控制器5,通过运算处理,计算出需要的电容改变参数,通过调整调整阻抗电容器4、调频电容器7,改变阻抗电容、调频电容参数,使调频电容器7与高频线圈6组成的谐振回路谐振在27.12MHz,使系统高频入口的阻抗呈现50 Ω特性,即匹配到50Ω,达到相位和阻抗的跟踪在高频线圈6获取最高功率输出,将氩气激发电离形成等离子矩,完成该系统的完全闭环控制。在初始阶段可通过测量输入回波损耗Sll波形确定初始值,使回路匹配到27.12ΜΗζ/50Ω要求,此后将通过鉴相器3进行自动跟踪调谐,达到稳定的大功率高频信号输出到高频线圈6,产生稳定等离子矩的效果。
[0012]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,并不用于限制本实用新型,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置,其特征在于:包括依次电连接的的高频功率输入单元(I)、阻抗检测器(2)、鉴相器(3)、调整阻抗电容器(4)和控制器(5),所述调整阻抗电容器(4)并联有调频电容器(7),所述调整阻抗电容器(4)和所述调频电容器(7)之间连接有高频线圈(6),所述控制器(5)与所述阻抗检测器(2)之间连接有第一执行机构,所述控制器(5)与所述调频电容器(7)之间连接有第二执行器,所述阻抗检测器(2)和鉴相器⑶分别与所述控制器(5)信号连接,所述阻抗检测器(2)和鉴相器(3)分别监测高频功率输入单元(I)的输出端的阻抗绝对值和相值并发送至所述控制器(5),所述控制器(5)根据采集到的阻抗绝对值和相值数据发送指令到第一执行器和第二执行器,所述第一执行器和第二执行器分别调整调整阻抗电容器(4)和调频电容器(7)的电容值。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电感耦合等离子炬的自动阻抗匹配装置,包括依次电连接的高频功率输入单元、阻抗检测器、鉴相器、调整阻抗电容器和控制器,调整阻抗电容器并联有调频电容器,调整阻抗电容器和调频电容器之间连接有高频线圈,控制器与阻抗检测器之间连接有第一执行机构,控制器与调频电容器之间连接有第二执行器,阻抗检测器和鉴相器分别监测高频功率输入单元的输出端的阻抗绝对值和相值并发送至控制器,控制器根据采集到的阻抗绝对值和相值数据发送指令到第一执行器和第二执行器,第一执行器和第二执行器分别调控调整阻抗电容器和调频电容器的电容值以接近标准值。
【IPC分类】H05H1/24
【公开号】CN204887662
【申请号】CN201520648202
【发明人】杜江, 张德元
【申请人】北京海光仪器有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月26日
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