感应装置及包括感应装置的系统的制作方法

文档序号:15375046发布日期:2018-09-07 23:21阅读:151来源:国知局

本申请案涉及2014年1月28日提交的美国临时申请案第 61/932,418号并要求其优先权,其全部公开内容以引用的方式并入本文中用于所有目的。

技术领域

本申请案涉及感应装置及其使用方法。更特定而言,本文中描述的某些实施方案是针对一种感应装置,其包括一个或多个径向翅片或突片。



背景技术:

感应装置通常用于在喷灯(torch)主体内维持等离子体。等离子体包括带电粒子。等离子体可具有许多用途,包括原子化和/或离子化化学物质。



技术实现要素:

在一些方面,描述一种用于在包括纵轴的喷灯中维持离子化源的装置,在所述喷灯的操作期间沿着所述纵轴引入气体流,所述装置包括基部,其被配置来提供线圈,所述线圈包括内孔,其被构造和布置以接收所述喷灯的主体,和耦接到基部的径向翅片,其中所述装置被配置来将射频能量提供到所述喷灯主体,以在喷灯内维持离子化源。在某些实施方案中,径向翅片定向成不平行于喷灯的纵轴,且离开由基部形成的孔径延伸。在其它实施方案中,径向翅片与喷灯的纵轴正交。在一些实例中,径向翅片在基部上的位置可调节而无需将径向翅片从基部解耦。在其它实例中,径向翅片通过紧固件耦接到基部。在一些例子中,径向翅片一体地耦接到基部。在一些配置中,装置包括耦接到基部的多个径向翅片。在其它配置中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在一些实施方案中,当基部没有盘绕时,多个径向翅片的每个对于基部成角呈大致相同的角度。在其它实施方案中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在一些例子中,多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在其它实例中,径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在一些实例中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于喷灯的纵轴。在其它实施方案中,翅片孔径朝向由基部形成的孔径成角。在一些实例中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在其它实例中,径向翅片被定向成不平行于喷灯的纵轴,且在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些例子中,径向翅片正交于喷灯的纵轴。在其它实例中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于喷灯的纵轴,且所述多个翅片的每个在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些实施方案中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于喷灯的纵轴,且至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实例中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开由所述基部形成的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在由所述基部形成的孔径内向内延伸。在一些实例中,所述装置包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在一些实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另一方面,提供一种用于维持离子化源的系统,所述系统包括喷灯,其包括主体,所述主体包括纵轴,在所述喷灯的操作期间沿着所述纵轴引入气体流,和装置,其包括被构造和布置成线圈的基部,所述线圈包括被配置来接收所述喷灯主体的一部分的内孔,所述装置进一步包括耦接到所述基部的径向翅片,其中所述装置被配置来将射频能量提供到所述喷灯主体由所述孔径接收的部分,以在所述喷灯主体的所述部分内维持离子化源。

在某些实施方案中,所述径向翅片被定向成不平行于喷灯的纵轴,且离开孔径中的喷灯主体延伸。在其它实施方案中,径向翅片与喷灯的纵轴正交。在一些实例中,径向翅片在基部上的位置可调节而无需将径向翅片从基部解耦或将喷灯主体在孔径内的部分移除。在其它实例中,径向翅片通过紧固件耦接到基部。在一些实例中,径向翅片一体地耦接到基部。在其它配置中,系统包括耦接到基部的多个径向翅片。在一些实例中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在其它实施方案中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的每个对于基部成角呈大致相同的角度。在其它实例中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在一些实施方案中,多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在某些实例中,径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在一些例子中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于喷灯的纵轴。在某些配置中,翅片孔径朝向由基部形成的孔径成角。在其它配置中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在其它配置中,径向翅片被定向成不平行于喷灯的纵轴,且在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些实施方案中,径向翅片正交于喷灯的纵轴。在其它实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于喷灯的纵轴,且所述多个翅片的每个在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于喷灯的纵轴,且至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开由所述基部形成的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在由所述基部形成的孔径内向内延伸。在另外的实例中,所述系统包括喷射器,其流体地耦接到喷灯且被配置来将样品提供到维持在所述喷灯主体的一部分内的离子化源。在其它例子中,所述系统包括射频源,其电耦接到所述装置。在一些配置中,所述射频源被配置来在约10瓦特到约10000瓦特的功率下提供约1MHz到约1000MHz的射频。在其它配置中,所述系统包括接地板,其电耦接到所述装置的基部。在一些实例中,所述系统包括检测器,其流体地耦接到喷灯,且被配置来从喷灯接收样品。在其它实例中,由基部形成的所述孔径包括大致圆形的截面形状。在一些配置中,由基部形成的所述孔径包括大致矩形的截面形状。在其它配置中,由基部形成的所述孔径包括除了大致圆形截面形状或大致矩形截面形状以外的截面形状。在某些实施方案中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定大小和布置成相同。在一些例子中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片被布置在基部上使得存在较大数量的径向翅片朝向装置基部的近端。在一些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在一些实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另外方面,公开一种质谱仪,其包括喷灯,所述喷灯包括主体,所述主体包括纵轴,在所述喷灯的操作期间沿着所述纵轴引入气体流;装置,其包括被构造和布置成线圈的基部,所述线圈包括被配置来接收所述喷灯主体的一部分的内孔,所述装置进一步包括耦接到所述基部的径向翅片,射频能量源,其电耦接到所述装置且被配置来对所述装置供电,以在基部孔径中的喷灯主体的所述部分内维持离子化源,和质量分析仪,其流体地耦接到所述喷灯。

在某些配置中,径向翅片定向成不平行于喷灯的纵轴,且离开孔径中的喷灯主体延伸。在其它配置中,径向翅片与喷灯的纵轴正交。在一些实施方案中,径向翅片在基部上的位置可调节而无需将径向翅片从基部解耦或将喷灯主体在孔径内的部分移除。在某些实例中,径向翅片通过紧固件耦接到基部。在其它实施方案中,径向翅片一体地耦接到基部。在一些例子中,系统包括耦接到基部的多个径向翅片。在一些实施方案中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在其它实施方案中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的每个对于基部成角呈大致相同的角度。在其它实施方案中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在一些实例中,多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在其它实例中,径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在一些配置中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于喷灯的纵轴。在一些实例中,翅片孔径朝向由基部形成的孔径成角。在其它实例中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括在翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在一些实施方案中,径向翅片被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实施方案中,径向翅片与喷灯的纵轴正交。在另外实施方案中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且所述多个翅片的每个在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于喷灯的纵轴,且至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实例中,系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开由基部形成的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在另外的实例中,所述系统包括喷射器,其流体地耦接到喷灯且被配置来将样品提供到维持在所述喷灯主体的一部分内的离子化源。在某些配置中,所述系统包括射频源,其电耦接到所述装置。在其它配置中,所述射频源被配置来在约10瓦特到约10000瓦特的功率下提供约1MHz到约1000MHz的射频。在一些实例中,所述系统包括接地板,其电耦接到所述装置的基部。在其它实施方案中,所述系统包括检测器,其流体地耦接到喷灯,且被配置来从喷灯接收样品。在其它例子中,由基部形成的所述孔径包括大致圆形的截面形状。在另外的实例中,由基部形成的所述孔径包括大致矩形的截面形状。在其它实例中,由基部形成的所述孔径包括除了大致圆形截面形状或大致矩形截面形状以外的截面形状。在某些实施方案中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定大小和布置成相同。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片被布置在基部上使得存在较大数量的径向翅片朝向装置基部的近端。在一些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在一些实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另一方面,提供一种用于检测光学发射的系统,所述系统包括喷灯,所述喷灯包括主体,所述主体包括纵轴,在所述喷灯的操作期间沿着所述纵轴引入气体流,装置,其包括被构造和布置成线圈的基部,所述线圈包括被配置来接收所述喷灯主体的一部分的内孔,所述装置进一步包括耦接到所述基部的径向翅片,射频能量源,其电耦接到所述装置且被配置来对所述装置供电,以在基部孔径中的喷灯主体的一部分内维持离子化源,和光学检测器,其被配置来检测所述喷灯中的光学发射。

在某些实施方案中,所述径向翅片被定向成不平行于喷灯的纵轴,且离开孔径中的喷灯主体延伸。在其它实施方案中,径向翅片与喷灯的纵轴正交。在一些例子中,径向翅片在基部上的位置可调节而无需将径向翅片从基部解耦或将喷灯主体在孔径内的部分移除。在某些配置中,径向翅片通过紧固件耦接到基部。在其它配置中,径向翅片一体地耦接到基部。在其它配置中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片。在一些实例中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在其它例子中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的每个对于基部成角呈大致相同的角度。在一些实施方案中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在一些配置中,所述多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在其它配置中,所述径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在一些实施方案中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于喷灯的纵轴。在其它实施方案中,所述翅片孔径朝向由基部形成的孔径成角。在另外的实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括在翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在一些实例中,所述径向翅片被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实例中,所述径向翅片与喷灯的纵轴正交。在一些实例中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且所述多个翅片的每个在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实施方案中,系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于喷灯的纵轴,且至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在另外的实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开由基部形成的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实施方案中,系统包括喷射器,其流体地耦接到喷灯且被配置来将样品提供到维持在喷灯主体的一部分内的离子化源。在其它实例中,所述系统包括射频源,其电耦接到所述装置。在其它实例中,所述射频源被配置来在约10瓦特到约10000瓦特的功率下提供约1MHz到约1000MHz 的射频。在一些实施方案中,所述系统包括接地板,其电耦接到所述装置的基部。在其它实施方案中,所述系统包括检测器,其流体地耦接到喷灯,且被配置来从喷灯接收样品。在某些实例中,由基部形成的所述孔径包括大致圆形的截面形状。在其它实施方案中,由基部形成的所述孔径包括大致矩形的截面形状。在其它实施方案中,由基部形成的所述孔径包括除了大致圆形截面形状或大致矩形截面形状以外的截面形状。在一些例子中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定大小和布置成相同。在其它实例中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片被布置在基部上使得存在较大数量的径向翅片朝向装置基部的近端。在某些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在某些实施方案中,所述间隔器被配置来将所述相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另外方面,描述一种用于检测原子吸收发射的系统,所述系统包括喷灯,所述喷灯包括主体,所述主体包括纵轴,在所述喷灯的操作期间沿着所述纵轴引入气体流,装置,其包括被构造和布置成线圈的基部,所述线圈包括被配置来接收所述喷灯主体的一部分的内孔,所述装置进一步包括耦接到所述基部的径向翅片,射频能量源,其电耦接到所述装置且被配置来对所述装置供电,以在基部孔径中的喷灯主体的一部分内维持离子化源,和光源,其被配置来将光提供到喷灯,和光学检测器,其被配置来测量所提供的传输通过喷灯的光量。

在某些配置中,径向翅片定向成不平行于喷灯的纵轴,且离开孔径中的喷灯主体延伸。在其它配置中,径向翅片与喷灯的纵轴正交。在一些配置中,径向翅片在基部上的位置可调节而无需将径向翅片从基部解耦或将喷灯主体在孔径内的部分移除。在其它配置中,径向翅片通过紧固件耦接到基部。在其它配置中,径向翅片一体地耦接到基部。在一些实施方案中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片。在其它实施方案中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在一些实例中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的每个对于基部成角呈大致相同的角度。在其它实例中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在一些实施方案中,多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在其它实施方案中,所述径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在其它实例中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于喷灯的纵轴。在一些实施方案中,所述翅片孔径朝向由基部形成的孔径成角。在一些实例中,所述系统的所述装置进一步包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括在翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在某些配置中,所述径向翅片被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它配置中,径向翅片与喷灯的纵轴正交。在某些实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且所述多个翅片的每个在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于喷灯的纵轴,且至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实例中,系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开由基部形成的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些实施方案中,所述系统包括喷射器,其流体地耦接到喷灯且被配置来将样品提供到维持在喷灯主体的一部分内的离子化源。在其它实施方案中,所述系统包括射频源,其电耦接到所述装置。在其它例子中,所述射频源被配置来在约10瓦特到约10000瓦特的功率下提供约1MHz到约1000 MHz的射频。在一些配置中,所述系统包括接地板,其电耦接到所述装置的基部。在其它配置中,所述系统包括检测器,其流体地耦接到喷灯,且被配置来从喷灯接收样品。在某些实施方案中,由基部形成的所述孔径包括大致圆形的截面形状。在一些实例中,由基部形成的所述孔径包括大致矩形的截面形状。在某些实例中,由基部形成的所述孔径包括除了大致圆形截面形状或大致矩形截面形状以外的截面形状。在一些实施方案中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定大小和布置成相同。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片被布置在基部上使得存在较大数量的径向翅片朝向装置基部的近端。在某些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在某些实施方案中,所述间隔器被配置来将所述相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另一方面,提供一种化学反应器系统,其包括反应室,装置,其包括被构造和布置成线圈的基部,所述线圈包括被配置来接收所述反应室的一部分的内孔,所述装置进一步包括耦接到所述基部的径向翅片,和射频能量源,其电耦接到所述装置且被配置来对所述装置供电,以在所述基部孔径中的所述反应室的一部分内维持离子化源。

在某些配置中,径向翅片定向成不平行于所述反应室的纵轴,且离开孔径延伸。在其它配置中,径向翅片与反应室的纵轴正交。在一些实施方案中,径向翅片在基部上的位置可调节而无需将径向翅片从基部解耦或将反应室在孔径内的部分移除。在某些实例中,径向翅片通过紧固件耦接到基部。在其它实例中,径向翅片一体地耦接到基部。在另外的实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片。在一些实施方案中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在其它实施方案中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的每个对于基部成角呈大致相同的角度。在某些实例中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在其它实施方案中,所述多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在一些实例中,所述径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在其它实例中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于反应室的纵轴。在一些实例中,翅片孔径朝向由基部形成的孔径成角。在其它实施方案中,所述系统的所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括在翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在一些例子中,所述径向翅片被定向成不平行于所述反应室的纵轴且在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它例子中,所述径向翅片与所述反应室的纵轴正交。在其它实例中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述反应室的纵轴且所述多个翅片的每个在由基部形成的孔径内向内延伸。在一些配置中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述反应室的纵轴,且至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它配置中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开由基部形成的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在某些实施方案中,所述系统包括喷射器,其流体地耦接到所述反应室且被配置来将反应物提供到维持在所述反应室内的离子化源。在其它实例中,所述系统包括射频源,其电耦接到所述装置。在一些例子中,所述射频源被配置来在约10瓦特到约10000瓦特的功率下提供约1 MHz到约1000MHz的射频。在某些实施方案中,所述系统包括接地板,其电耦接到所述装置的基部。在其它实施方案中,所述系统包括检测器,其流体地耦接到所述反应室,且被配置来从所述反应室接收反应产物。在一些配置中,由基部形成的所述孔径包括大致圆形的截面形状或大致矩形的截面形状,或除了大致圆形的截面形状或大致矩形的截面形状以外的形状。在一些实施方案中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定大小和布置成相同。在一些布置中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片被布置在基部上使得存在较大数量的径向翅片朝向装置基部的近端。在某些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在某些实施方案中,所述间隔器被配置来将所述相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另外方面,描述一种材料沉积系统,其包括原子化室,装置,所述装置包括被构造和布置成线圈的基部,所述线圈包括被配置来接收所述原子化室的一部分的内孔,所述装置进一步包括耦接到基部的径向翅片,射频能量源,其电耦接到所述装置且被配置来对装置供电以在基部孔径中的原子化室的一部分内维持离子化源,和喷嘴,其流体地耦接到所述原子化室且被配置来从所述室接收原子化物质,并朝基底提供所接收的原子化物质。

在一些配置中,径向翅片定向成不平行于所述原子化室的纵轴,且离开孔径延伸。在其它配置中,径向翅片与原子化室的纵轴正交。在其它配置中,径向翅片在基部上的位置可调节而无需将径向翅片从基部解耦或将原子化室在孔径内的部分移除。在一些实施方案中,径向翅片通过紧固件耦接到基部。在其它实施方案中,径向翅片一体地耦接到基部。在其它例子中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片。在一些实施方案中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在其它实例中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的每个对于基部成角呈大致相同的角度。在其它实例中,当基部没有盘绕时,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在一些实施方案中,多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在其它实施方案中,所述径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在其它例子中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于原子化室的纵轴。在另外实例中,所述翅片孔径朝向由基部形成的孔径成角。在其它实施方案中,所述装置包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括在翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在其它实例中,所述径向翅片被定向成不平行于所述原子化室的纵轴且在由基部形成的孔径内向内延伸。在某些实例中,所述径向翅片与所述原子化室的纵轴正交。在一些实施方案中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述原子化室的纵轴且所述多个翅片的每个在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述原子化室的纵轴,且至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在另外实施方案中,所述系统包括耦接到基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开由基部形成的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在由基部形成的孔径内向内延伸。在其它实施方案中,所述系统包括喷射器,其流体地耦接到所述原子化室且被配置来将反应物提供到维持在所述原子化室内的离子化源。在其它例子中,所述系统包括射频源,其电耦接到所述装置。在其它实例中,所述射频源被配置来在约10瓦特到约10000瓦特的功率下提供约1MHz到约1000MHz的射频。在一些配置中,所述系统包括接地板,其电耦接到所述装置的基部。在某些实施方案中,所述系统包括检测器,其流体地耦接到所述原子化室,且被配置来从所述原子化室接收反应产物。在其它实例中,由基部形成的所述孔径包括大致圆形的截面形状或大致矩形的截面形状,或除了大致圆形的截面形状或大致矩形的截面形状以外的截面形状。在一些实例中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定大小和布置成相同。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到所述基部的多个径向翅片,其中所述径向翅片被布置在基部上使得存在较大数量的径向翅片朝向装置基部的近端。在某些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在某些实施方案中,所述间隔器被配置来将所述相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另一方面,描述一种用于在包括纵轴的喷灯内维持离子化源的装置,在所述喷灯的操作期间沿着所述纵轴引入气体流,所述装置包括板电极,所述板电极包括被构造和布置来接收所述喷灯主体的内孔,和耦接到所述板电极的径向翅片,其中所述板电极被配置来将射频能量提供到所述喷灯的主体,以在所述喷灯内维持离子化源。

在一些实例中,径向翅片被定向成不平行于所述喷灯的纵轴,且离开所述板电极的孔径延伸。在其它实例中,所述径向翅片与喷灯的纵轴正交。在某些实施方案中,所述径向翅片在所述板电极上的位置可调节而无需将所述径向翅片从所述板电极解耦。在一些配置中,所述径向翅片通过紧固件耦接到所述板电极。在其它配置中,所述径向翅片一体地耦接到所述板电极。在某些实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片。在其它实施方案中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在一些实例中,所述多个径向翅片的每个成角呈大致相同的角度。在某些实施方案中,所述多个径向翅片的至少两个成角呈不同角度。在一些实例中,多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在某些实施方案中,所述径向翅片包括所述翅片中的至少一个孔径。在一些实例中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于喷灯的纵轴。在其它实例中,所述翅片孔径朝向所述板电极的孔径成角。在一些实施方案中,所述装置包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括在所述翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在其它实施方案中,所述径向翅片被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且在所述板电极的孔径内向内延伸。在某些实例中,所述径向翅片与所述喷灯的纵轴正交。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且所述多个翅片的每个在所述板电极的孔径内向内延伸。在其它实例中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述喷灯的纵轴,且至少一个径向翅片在所述板电极的孔径内向内延伸。在一些实例中,所述系统包括第二板电极,其包括被构造和布置来接收所述喷灯主体的内孔,和耦接到所述第二板电极的径向翅片,其中所述第二板电极被配置来将射频能量提供到所述喷灯的主体以在所述喷灯内维持所述离子化源。在某些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在某些实施方案中,所述间隔器被配置来将所述相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

在另外方面,提供一种用于维持离子化源的系统,所述系统包括喷灯,其包括主体,所述主体包括纵轴,在所述喷灯的操作期间沿着所述纵轴引入气体流,和板电极,其包括被构造和布置来接收所述喷灯主体的内孔,和耦接到所述板电极的径向翅片,其中所述板电极被配置来将射频能量提供到所述喷灯主体,以在所述喷灯内维持离子化源。

在某些实例中,所述径向翅片被定向成不平行于所述喷灯的纵轴,且离开所述孔径中的所述喷灯主体延伸。在其它实例中,所述径向翅片与喷灯的纵轴正交。在另外的实例中,所述径向翅片的位置可调节而无需将所述径向翅片从所述板电极解耦或将所述喷灯主体在所述孔径内的部分移除。在一些实例中,所述径向翅片通过紧固件耦接到所述板电极。在其它实例中,所述径向翅片一体地耦接到所述板电极。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片。在其它实施方案中,所述径向翅片的至少两个包括相同角度。在一些例子中,所述多个径向翅片的每个成角呈大致相同的角度。在其它实例中,所述多个径向翅片的至少两个对于基部成角呈不同角度。在其它实施方案中,所述多个径向翅片的至少两个具有不同的截面形状。在一些实例中,所述径向翅片包括翅片中的至少一个孔径。在某些配置中,所述孔径被配置为通孔,其被定位成大致平行于所述喷灯的纵轴。在其它配置中,所述翅片孔径朝向所述孔径成角。在一些实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述径向翅片的至少两个包括在所述翅片中的孔径,其中所述两个径向翅片中的孔径被不同地构造和布置。在其它配置中,所述径向翅片被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且在所述板电极的孔径内向内延伸。在另外的配置中,所述径向翅片与所述喷灯的纵轴正交。在一些实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述喷灯的纵轴且所述多个翅片的每个在所述板电极的孔径内向内延伸。在其它实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定向成不平行于所述喷灯的纵轴,且至少一个径向翅片在由所述基部形成的孔径内向内延伸。在另外实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的至少一个径向翅片离开所述板电极的孔径延伸,且所述多个径向翅片的至少一个径向翅片在所述板电极的孔径内向内延伸。在一些例子中,所述系统包括喷射器,其流体地耦接到喷灯且被配置来将样品提供到维持在所述喷灯主体的一部分内的离子化源。在其它配置中,所述系统包括射频源,其电耦接到所述装置。在一些实施方案中,所述射频源被配置来在约10瓦特到约10000瓦特的功率下提供约1MHz 到约1000MHz的射频。在某些实例中,所述系统包括接地板,其电耦接到所述装置的基部。在其它实施方案中,所述系统包括检测器,其流体地耦接到喷灯,且被配置来从喷灯接收样品。在某些例子中,所述板电极的孔径包括大致圆形的截面形状或大致矩形的截面形状。在其它例子中,所述板电极的孔径包括除了大致圆形的截面形状或大致矩形的截面形状以外的截面形状。在一些实施方案中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述多个径向翅片的每个被定大小和布置成相同。在一些配置中,所述系统包括耦接到所述板电极的多个径向翅片,其中所述径向翅片被布置在所述板电极上使得较大数量的径向翅片存在于所述孔径的一侧上。在其它实施方案中,所述系统包括第二板电极,其包括被构造和布置来接收所述喷灯主体的内孔,和耦接到所述第二板电极的径向翅片,其中所述第二板电极被配置来将射频能量提供到所述喷灯主体,以在所述喷灯内维持离子化源。在一些实例中,所述系统包括间隔器,其被配置来接合基部相邻圈上的相邻径向翅片。在一些实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在相同平面内。在其它实施方案中,所述间隔器被配置来将相邻翅片保持在不同平面内。

下文更详细描述另外的特征、方面、实例和实施方案。

附图说明

参考附图描述装置和系统的某些实施方案,其中:

图1是根据某些实施方案的感应装置的侧视图的简化图示;

图2A至图2C示出根据某些配置的感应装置,其中翅片定位成不同角度;

图3A至图3E示出根据某些配置的感应装置,其包括翅片中的通孔或孔径;

图4示出根据某些配置的感应装置,其包括多个翅片;

图5示出根据某些配置的感应装置,其包括多个翅片,且其中所述感应装置被盘绕;

图6A至图6C示出根据某些配置的感应装置的侧视图,其中沿着感应装置长度的翅片间隔已被改变;

图7示出根据某些配置的感应装置的侧视图,其具有不同形状的翅片;

图8A和图8B示出根据某些配置的感应装置的侧视图,其具有不同长度的翅片;

图9示出根据某些配置的感应装置的侧视图,其具有不同宽度的翅片;

图10示出根据某些配置的感应装置,其具有不同的翅片到翅片横向间隔;

图11A和图11B是根据某些配置的感应装置的图示,其中翅片以不同角度定向;

图12A和图12B是根据某些配置的已被盘绕的感应装置的照片;

图13A和图13B是根据某些配置的被盘绕的感应装置的图示,其中翅片角度不同;

图14A和图14B是根据某些配置的板电极的图示,其包括多个翅片;

图15A和图15B是根据某些配置的板电极的侧视图,其示出翅片的不同定向;

图16是根据某些配置的翅片式感应装置环绕喷灯的图示;

图17是根据某些配置的翅片式板电极环绕喷灯的图示;

图18是根据某些实例的翅片式板电极的图示,其包括在基部中的冷却孔径;

图19是根据某些配置的光学发射光谱仪的方框图;

图20是根据某些配置的单光束原子吸收光谱仪的方框图;

图21是根据某些配置的双光束原子吸收光谱仪的方框图;

图22是根据某些配置的质谱仪的方框图;

图23A至图23C示出根据某些实例的可彼此耦接的各种感应装置;

图24A至图24D是根据某些配置的耦接器的俯视图,其可用于固定相邻径向线圈上的相邻径向翅片的位置;

图25是根据某些实例的耦接器的俯视图,其可用于将相邻径向线圈上的径向翅片的位置以某一偏移固定;

图26A至图26D是根据某些实施方案的间隔器块体的俯视图,其可用于和/或彼此结合以在感应装置的线圈之间提供所需间隔;

根据某些配置,图27A示出翅片式铜制感应装置的照片,且图 27B示出翅片式铝合金感应装置的照片;

根据某些配置,图28A示出使用翅片式铝合金感应装置维持的等离子体,且图28B示出使用铜制螺旋感应线圈维持的等离子体;

根据某些配置,图29A是示出翅片式感应装置和喷灯在1小时连续使用后的照片,且图29B是示出同一翅片式感应装置和喷灯在5 小时连续使用后的照片;和

图30是示出根据某些配置的各种金属物质随时间(以秒为单位) 的信号强度的图。

本领域一般技术人员将会意识到,鉴于本公开的益处,系统组件的某些尺寸或特征可能被扩大,扭曲或以其它非常规或不成比例的方式示出,以提供更用户友好的图片版本。此外,本文中的感应装置、产生的等离子体和其它组件的确切长度、宽度、几何形状、孔径大小等等可以变化。

具体实施方式

某些实施方案在下方以单数和复数术语进行描述,以对本文公开的技术提供用户友好的描述。这些术语仅出于方便的目的使用,且并非意在限制本文描述的装置、方法和系统。本文参考感应装置描述某些实例。虽然用于对感应装置供电的确切参数可以变化,但是感应装置可电耦接到提供射频的RF发生器,例如从10MHz到90MHz,更特定而言,介于20MHz与50MHz之间,例如约40MHz。所述RF 发生器输出功率通常约为500瓦特到50千瓦特。可存在两个或多个感应装置,其中每个感应装置电耦接到共同RF发生器,或电耦接到单独的RF发生器。

在一些实施方案中,与本文描述的感应装置一起使用的RF发生器可为2013年10月23日提交的共同所有的美国临时申请案第 61/894,560号中描述的混合发生器,其全部公开内容以引用的方式并入本文中用于所有目的。所述感应装置可用于许多不同仪器和装置中,包括但不限于ICP-OES或ICP-MS或如本文描述的其它类似仪器。在某些实施方案中,发生器的操作可用处理器或主控制器控制,其位于发生器中或电耦接到发生器以控制发生器,例如,启动或终止等离子体的产生。下文还描述了使用感应装置产生和/或维持电感耦合等离子体的某些实施方案。然而,如果需要,则可使用相同的感应装置 (单独或与另一装置一起)产生和/或维持电容耦合等离子体,例如可使用火焰或其它原子化/离子化装置,以原子化和/或离子化化学物质。下面提供的某些配置使用电感耦合等离子体来说明本文描述的技术的各种方面和属性。所描述的径向翅片可朝包括所述径向翅片的感应装置内的喷灯向内延伸,可离开包括所述径向翅片的感应装置内的喷灯向外延伸,或者某些翅片可向内延伸且其它翅片可向外延伸。

在某些实例中,本文描述的感应装置可用于维持高能量的等离子体,以原子化和/或离子化样品,用于化学分析,以提供离子用于沉积或其它用途。为了点火和维持等离子体,来自RF发生器(RFG) 的RF功率(通常在0.5kW至100kW的范围内)通过所述感应装置被电感耦合到等离子体。参考图1,示出感应装置100,其图示为未盘绕或延展形式。装置100包括基部110,其包括通常为实心或空心的主体,被示出定位成沿着纵轴L,以用作空间参照。基部110可被定大小和布置成足够灵活,以允许基部盘绕形成可接收喷灯主体的一部分的内孔,如在下文更详细说明。基部110电耦接到径向翅片120, (当感应装置100处于所述延展形式时)所述径向翅片以不平行于被盘绕的感应装置纵轴L的方向大致向外延伸。翅片120与基部110 之间存在的确切角度可从大于0度变化到小于180度,更特定而言,基部110与翅片120之间的角度可从约30度变化到约150度,例如,约45度到约135度或约60度到约120度或约75度到约105度或约 85度到约95度。在一些实施方案中,当感应装置100处于延展形式时,翅片120与基部110正交。参考图2A至图2C,在一些配置中,翅片220可相对于基部210呈锐角(图2A)使得翅片220与基部210 之间的角度介于0度与90度之间。或者,翅片240可与基部230正交,如图2B中所示。翅片260还可相对于基部250呈钝角,例如,介于90度与180度之间(图2C)。

再次参考图1,翅片120沿着基部110的位置可以变化。例如,翅片120可定位在比起基部110的端部114更靠近基部110的端部 112。翅片120可一体地耦接到基部110使得存在大致实心的整体结构,或者翅片120可通过粘合剂、焊接、钎焊接头、螺钉、销或如本文描述的其它方式耦接到基部110。在一些实施方案中,基部110可被配置来允许翅片120的定位和/或重新定位。例如,基部110可被配置有多个位置,例如,槽或孔,每个槽或孔被配置来通过适当耦接器(例如,螺钉,销,等等)耦接到翅片120。翅片120可位于沿着基部110的所需位置,并通过所述耦接器在至少某一时间段内耦接到基部110。类似地,基部110可被配置来允许调节翅片120相对于基部110的角度。在一些例子中,可在翅片120与基部110之间放置一个或多个传导间隔器以调节基部110与翅片120之间的角度。例如,可在耦接之前在基部110与翅片120之间放置传导楔片,以改变基部 110与翅片120之间的角度。在一些例子中,基部110可包括设计来接收翅片120的内部导轨。例如,所述内部导轨可包括凹槽,其被定大小和布置成接收翅片120,使得翅片120可接合导轨并沿着导轨下滑到所需位置。一旦定位在沿着基部110的所需位置后,翅片120可使用适当耦接器耦接。或者,导轨的大小和尺寸可选择来提供紧密的摩擦配合,使得翅片与导轨的接合允许用适当的力移动翅片,但一般不允许翅片在重力下掉落。

在某些实例中,翅片可包括一个或多个通孔或孔径。参考图3A 和图3B,示出包括翅片的感应装置的简化图示,所述翅片带孔径。感应装置300包括电耦接到翅片320的基部310。翅片320包括孔径或通孔330,其一般提供从翅片320的一侧到翅片320的另一侧的开口(见图3B)。如果需要,则翅片320可包括多于一个孔径330,例如,可包括两个、三个、四个或更多孔径。虽然不希望被任何特定科学理论所束缚,但是翅片的孔径330可允许冷却气体或流体进入且通过翅片320,以协助冷却感应装置300。孔径的角度可以变化。参考图3B,孔径330具有零度,使得入口和出口的位置通常在相同的x-y 平面内。然而,如果需要,则孔径可以有角度。例如且参考图3C,翅片340包括角度朝下的孔径350,使得孔径350的出口定位在沿着翅片340,比孔径350的入口低之处。参考图3D,翅片360包括角度朝上的孔径370,使得孔径370的入口定位在沿着翅片360,比孔径370的出口低之处。在一些例子中,孔径的入口和出口可相似地定位,且由孔径形成的内部通道或通路可以弯曲或有角度。例如且参考图3E,示出翅片380中的孔径390,其中出口和入口孔径定位在沿着翅片380的主体大约相同的位置。孔径390的内部几何形状从入口到出口角度朝上且接着朝下。可期望在翅片内采用不同的内部几何形状以减慢通过翅片的气体流,来增加热从翅片传递到气体可用的时间和 /或表面积。如果需要,则通道的几何形状和/或大小可选择来提供冷却气体正在流动通过孔径和/或装置的可听指示。例如,气体通过孔径可提供噪声或“笛音”效果,并提供所述感应装置正在被适当冷却的可听提示。

在某些实施方案中,本文描述的感应装置可包括耦接到多个翅片的基部结构。参考图4,感应装置400以延展形式示出,其包括电耦接到多个翅片(分组为元件420)的基部410。翅片420一般被定大小和布置成相同,且距彼此间隔约相同距离。虽然感应装置400中示出九个翅片,但是可存在少于九个翅片,例如2个,3个,4个,5 个,6个,7个或8个,或可存在多于九个翅片。在存在多个翅片时,翅片可允许冷却气体在其周围流动以提供强制空气或对流冷却。所述翅片允许这种冷却,同时减小可能会对抗由感应装置提供的磁场的涡流的可能性。翅片提供表面积的增大,同时仍然允许冷却气体在感应装置上或周围流动。例如且参考图5,感应装置500的一圈以盘绕形式示出。感应装置500包括基部结构510和多个径向翅片521-531。当盘绕时,所述基部510提供中央孔径515,其被定大小和布置来接收喷灯(未图示),如下文中更详细描述。基部510包裹喷灯,使得喷灯的纵轴几乎与翅片521-531的方向正交。翅片521-531从喷灯的纵轴径向延伸。基部510和翅片521-531一起可将RF能量提供到喷灯中,以在喷灯内维持等离子体。翅片521-531的翅片到翅片间隔可被选择来允许在感应装置500周围冷却,同时仍保持适当磁场以将能量提供到喷灯来维持所述等离子体。在一些实施方案中,基部510和翅片521-531可以是空心的,使得可在感应装置500内向内引入冷却气体,而在其它实例中,基部510和/或翅片521-531可以是实心的,使得仅将冷却气体提供到感应装置500的外表面。

在一些实施方案中,翅片沿着基部长度的间隔可以不同。例如且参考图6A,示出的感应装置600包括电耦接到翅片610-618的基部 605。比起位于远端607,更多翅片位于靠近近端606。参考图6B,示出的感应装置630包括电耦接到翅片640-648的基部635。比起近端636,更多翅片位于靠近远端637。参考图6C,示出的感应装置 660包括电耦接到翅片670-679的基部665。比起基部665的中央,更多翅片位于靠近近端666和远端667。通过将不同数量的翅片定位在沿着感应装置基部的不同位置,可以在喷灯的不同部位调节、控制或提供不同磁场到喷灯。例如,通过将多个翅片定位在感应装置的每一端,由感应装置的中央提供的磁场可不同于感应装置端部提供的磁场。

在某些配置中,所有翅片的形状不需要是相同形状。参考图7,示出的感应装置700包括电耦接到多个翅片的基部710。翅片720和 722具有与翅片721和723不同的形状。特定而言,翅片720和722 的端部比翅片721和723上存在的尖锐端部更圆。虽然不希望受到任何特定理论所束缚,但是圆的端部可为更期望的,以避免感应装置 700周围产生湍流冷却气体流。在一些实例中,感应装置的所有翅片可具有大致相同的形状。在其它配置中,感应装置中存在的至少一个翅片形状不同于感应装置中存在的另一翅片。在一些例子中,感应装置的翅片存在两种不同形状。在其它例子中,感应装置的翅片存在三种或更多不同形状。具有相似形状的翅片可定位彼此相邻,或可由具有不同形状的一个或多个翅片间隔开。

在某些例子中,翅片的长度可以不同。参考图8A,示出的感应装置800包括基部810和翅片820-823,其中所述翅片的至少一个具有不同于另一翅片的长度。例如,翅片821示出具有比翅片820、822 和823更短的长度。可以期望改变翅片的长度以在通过翅片之间的空间提供增大的空气流。例如且参考图8B,感应装置可包括电耦接到翅片870-873的基部860,其中每隔一个翅片大小相似,例如,翅片 870和872大小可相似,且翅片871和873大小可相似。任何翅片的确切长度可从约0.1英寸变化到自由空间信号四分之一波长的约10%(例如,对于30MHz操作,至多约10英寸),更特定而言,约0.5 英寸至约4英寸。在存在不同长度翅片时,不同长度的翅片之间的翅片到翅片横向间隔可以相同或可以不同。

在其它配置中,翅片的宽度可从翅片到翅片不同。参考图9,示出的感应装置900包括电耦接到翅片920-922的基部910。翅片921 比翅片920和922更宽。取决于翅片的位置,可期望增大置于点火器下游的翅片的翅片宽度,或者距离等离子体较远的翅片可以更宽,因为其可能需要较少的空气流来进行充分冷却。任何翅片的确切宽度可从约0.01英寸变化到自由空间信号四分之一波长的约5%(例如,对于30MHz的操作,至多约5英寸),更特定而言,约0.02英寸到约 1英寸。虽然未在图中示出,但是在单个感应装置中翅片的长度和宽度都可以不同。例如,如果需要,则感应装置可包括不同长度和宽度的翅片。

在某些实例中,在感应装置内,翅片到翅片的横向间隔可变。为了方便图示,图10中示出一个实施方案,其中翅片都具有相同长度和宽度,但是如本文中所述,也可以存在不同长度和宽度的翅片。感应装置1000包括基部1010和翅片1020-1024。翅片1020与1021之间的横向间隔示出为小于翅片1021与1022之间的间隔,或翅片1023 与1024之间的间隔。虽然不同的翅片到翅片间隔对磁场的确切效应可能取决于提供到感应装置的电流而变化,但是通过选择翅片之间的适当间隔,可以提供更好的温度控制,以延长感应装置和/或置于感应装置内的任何喷灯的寿命。在一些实例中,翅片之间的间隔可从约 0.01英寸变化到约5英寸,更特定而言,约0.02英寸到约1英寸。

在某些实施方案中,一个或多个翅片可相对于感应装置中存在的其它翅片呈不同角度。参考图11A,示出包括不同角度的翅片的感应装置的一个图示。感应装置1100包括电耦接到翅片1120-1125的基部1110。翅片1120和1122成角度朝向翅片1121,且翅片1123、1125 成角度朝向翅片1124。由于感应装置1110被盘绕,可改变翅片相对于彼此的确切角度。在另一配置中(见图11B),感应装置1150可包括基部1160和翅片1170-1175。翅片1170和1172以某一角度离开翅片1171,且翅片1173和1175以某一角度离开翅片1174。类似于感应装置1100,由于感应装置1150被盘绕,各个翅片之间的确切角度可以变化。如果需要,则感应装置可例如包括翅片1120-1122和翅片 1170-1172。鉴于本公开的益处,其它配置也可行,且本领域一般技术人员将意识到其它配置。

在某些实施方案中,图12A和图12B中示出被盘绕的感应装置的照片。感应装置1210通过互连件或支脚1220、1230电耦接到安装座或接口1225。例如,感应装置1210的一端电耦接到支脚1220,且感应装置1210的另一端电耦接到支脚1230。例如,可将极性相反的电流提供到支脚1220、1230的每个,或可通过支脚1220将电流提供到感应装置1210,且支脚1230可接地。在一些例子中,可省略支脚 1220、1230的一个,且感应装置1210的另一端可电耦接到地面。如果需要,则感应装置可在支脚1220与1230之间某一点处电耦接到地面。如图12B所示,感应装置1210的盘绕和与支脚1220、1230的附接提供可接收喷灯的孔径1215。孔径1215通常被定大小和布置来允许将喷灯插入孔径1215中而无需使喷灯表面接触感应装置1210。冷却气体可提供到感应装置1210,并且可在感应装置1210的翅片和基部周围流动,以增强热传递,并防止由于温度过高使感应装置1210 和/或喷灯劣化。

在某些实施方案中,感应装置1210中所示的圈数为大约3圈。更特定而言,存在通过盘绕感应装置1210的基部形成的大约三个完整圈。为了增加或减少圈数,感应装置基部的总长度可以改变,其中长度增加允许更多圈数,且长度减小允许更少圈数。然而,可期望使用比可行圈数更少的圈数。例如,如果感应装置具有适于允许约五圈的长度,可期望将装置盘绕成包括少于五圈的圈数。虽然不希望被任何特定理论所束缚,但是随着圈数增加,等离子体的长度可增大。此外,圈之间的间隔可以相同或可以不同。例如,第一圈与第二圈之间的间隔可不同于第二圈与第三圈之间的间隔。例如可通过将翅片定位在所需位置和/或通过改变感应装置中基部盘绕地如何紧来控制间隔,或可使用本文描述的一个或多个间隔器(例如翅片间隔器)来调节间隔。

在某些配置中,感应装置上存在的翅片一般不会减少负载线圈的电感,因为涡流无法沿着翅片之间的间隙流动。这允许翅片长度增大以提供更好的散热,而同时避免任何涡流增加。机械应力可分布在感应装置中,使其在受热时更稳定。例如,在感应装置的相邻圈之间,可以没有会受到更高机械应力(可能导致感应装置不对称变形)的局部连接。虽然感应装置可作为单独组件制造,所述组件使用焊接、钎焊、粘合剂或其它材料彼此耦接,但是在一些实例中,感应装置可使用单片金属制造,例如,从单片材料激光切割,诸如,例如125mil 厚的铝或铜片。没有焊接或钎焊接头可增大长期可靠性,以改进电连接性。

在某些实施方案中,本文描述的感应装置可用于维持低流量的氩气等离子体。例如,感应装置可允许小于15升/分钟的氩气等离子体气体流,更特定而言,小于14、13、12、11或10升/分钟,或在某些例子中,甚至小于5升/分钟的氩气等离子体气体。提供到感应装置的功率可类似于常规螺旋感应线圈所用的功率,但是可期望改变电参数以分析某些物质和/或何时使用低流量条件。

在某些实施方案中,感应装置的基部对比于翅片的长度一般可为平坦或较小的,例如,如图12A和12B中所示,以允许感应装置的盘绕。在一些例子中,基部中的所需位置处可存在一个或多个接头以促进感应装置的盘绕。所述接头可采用许多形式,例如包括球窝式接头、铰链或其它适当接头。一旦基部被盘绕,所述接头就可固定到位,以维持感应装置的盘绕所形成的孔径大小。在其它例子中,各个感应装置区段可彼此耦接,以提供所需圈数。例如,两个或多个感应装置 (每个都被配置来提供两圈)可彼此耦接以提供四圈的感应装置。附加的感应装置可彼此耦接以提供附加圈。

在某些实例中,通过感应装置基部的盘绕而形成的孔径的确切几何形状可以变化。如图12A和图12B中所示,孔径为大致圆形且对称。然而,如果需要,则孔径可以不对称,或可采用除圆形之外的形状,例如,椭圆,卵形,正方形,矩形,三角形,五边形,六边形,等等。此外,孔径在沿着感应装置的长度上形状可以不同。例如,由前两圈形成的孔径可为圆形,且由第三圈形成的孔径可为椭圆形或采用其它形状。通过改变孔径形状,可改变提供到喷灯的磁场。在一些例子中,孔径的形状一般被选择来匹配喷灯的截面形状。在喷灯具有大致圆形的截面形状时,由感应装置形成的孔径的某一部分的截面形状也可以是圆形。

在某些配置中,当感应装置被盘绕时,不同翅片所形成的翅片角度可以相同或可以不同。一般而言,翅片角度将会不同(相对于通过线圈形成的孔径插入的喷灯的纵轴),因为盘绕导致不同的翅片角度。例如,基部的盘绕可导致翅片略倾斜,使得翅片被定位成对于喷灯的纵轴不正交的角度。图13A中示出单圈的侧视图。翅片1322朝基部 1310的背面倾斜,且翅片1320朝基部1310的正面倾斜。参考图13B,翅片1370朝基部1360的正面倾斜,且翅片1372朝基部1360的背面倾斜。如果需要,则翅片可朝相同面倾斜。图13A和图13B中所示的图示仅出于举例的目的而提供,以说明电耦接到盘绕基部的一个或多个翅片可以不同于电耦接到所述盘绕基部的另一翅片的角度倾斜。

在一些实施方案中,感应装置的基部可被定大小和布置成类似于板电极的基部。例如且参考图14A,示出的感应装置1400包括电耦接到多个翅片1420-1436的基板1410。存在内孔1415且内孔被定大小和布置来接收喷灯。存在槽1413且槽将基板1410的侧面1412和 1414分开。侧面1412、1414的每个可电耦接到RF发生器或其它电源。翅片1420-1436延伸了所述板的大小而没有增加在使用较大板时可能造成的涡流。例如,翅片可以所需距离间隔开,以允许冷却气体在翅片周围流动,且同时可协助将磁场(或电场,或两者)提供到喷灯。虽然基部1410的外部截面示出为大致矩形,但是取而代之可存在其它形状,诸如圆形、三角形、五边形、六边形,等等。

图14B示出电极的另一配置,其包括多个翅片。电极1450包括大致圆形基板1455,和耦接到基板1455的多个翅片,诸如翅片1460、 1465、1470、1475和1480。在图14B的图示配置中,翅片1460-1480 的每个可包括彼此耦接的多个大致U形构件。在一些例子中,每个U 形构件的臂长可以相同,而在其它例子中,不同U形构件可具有不同尺寸。

在某些配置中,基板上存在的翅片角度不需要相同。参考图15A,示出感应装置的侧视图,其包括电耦接到翅片的基板。基部结构1510 示为平板,其电耦接到翅片1520-1525。翅片1520-1523示出为从页面向外伸出,且翅片1524和1525分别朝向基板1510的正面和背面成角度。图15B示出翅片以不同角度定位的另一配置。基板1550电耦接到翅片1560-1565。翅片1560、1562朝向基板1550的正面成角度,翅片1564和1565朝向基板1550的背面成角度,且翅片1561和 1563从页面朝外成角度。可使用不同的翅片角度来改变感应装置周围的空气流,和/或改变提供到感应装置内的喷灯的磁场。

在某些实例中,本文描述的感应装置可与喷灯使用,所述喷灯被配置来维持喷灯内的电感耦合等离子体。图16中示出的实施方案示出被盘绕的感应装置,其包括多个径向翅片,其中为清晰起见,大部分径向翅片已被省略。在一些实施方案中,感应装置可包括翅片式线圈,其包括选定的圈数,例如3到10圈。翅片式线圈将RF能量提供到喷灯中,以维持等离子体。例如,示出喷灯1614和包括径向翅片1612a、1612b的被盘绕的感应装置1612,其电耦接到RF发生器。翅片1612a、1612b相对于喷灯的纵轴径向定位。喷灯1614包括三个大致同心管1614、1650和1648。最内管1648将原子化的样品流1646 提供到等离子体1616。中间管1650将辅助气流1644提供到等离子体1616。最外管1614提供载气气流1628以维持等离子体。载气气流1628可在中间管1650周围以层流引导到等离子体1616。辅助气流1644可在中间管1650内引导到等离子体1616,且样品流1646可从喷雾室(未示出)或沿着最内管1648的其它样品引入装置引导到等离子体1616。从发生器提供到翅片式感应装置1612的RF电流可在感应装置1612内形成磁场,以便将等离子体1616约束在其内。示出从喷灯1614出去的等离子体尾1698。在某些实例中,等离子体1616 包括预热区1690、感应区1692、最初辐射区1694、分析区1696和等离子体尾1698。任何这些区的长度都可改变,例如,通过调节感应装置1612的性质。在感应装置1612操作中,等离子气体可引入喷灯1614中并点火。可从电耦接到感应装置1612的发生器提供RF功率,以在点火期间维持等离子体1616。在典型等离子体中,氩气可以约15-20升每分钟的流速引入喷灯中,但是如本文所述,通过使用翅片式感应装置,如果需要,则等离子气体可减速到低于15升/分钟。等离子体1616可使用火花或电弧点火氩气而生成。来自感应装置 1612的环形磁场导致氩原子和离子碰撞,其导致环境过热,例如,约5000-10000K或更高,形成等离子体1616。虽然图16中所示的感应装置1612包括约三圈,但是鉴于本公开的益处,本领域一般技术人员将意识到感应装置1612中可存在少于或多于三圈。

在一些实施方案中,包括翅片的一块或多块板电极可电耦接到发生器,且用于维持等离子体。在某些实例中,板电极的平面性质允许在喷灯主体中产生环路电流,所述喷灯主体大致垂直于喷灯主体的纵轴。所述翅片可提供表面积的增加,以改进散热,且允许所述板比不存在翅片时具有更大尺寸。在存在多于两块板电极之处,板电极可彼此对称间隔开,或者如果需要,则板电极可彼此不对称间隔开。图 17中示出两块板电极的图示,每个都具有径向翅片。虽然电极1752a 和1752b上示出单个径向翅片,但是每个电极1752a、1752b上可存在多个翅片,例如,类似于图14中所示。电极1752a、1752b可电耦接到发生器以允许板电极的操作。感应装置1752包括彼此以距离“L”定位的两块大致平行的板1752a、1752b。平行板1752a、1752b的每个包括孔径1754,喷灯1614可通过所述孔径定位,使得喷灯1614、最内管1648、中间管1650和孔径1754沿着纵轴1726对准,所述纵轴大致平行于喷灯1614的纵轴。孔径的确切尺寸和形状可变化,且可为可接受喷灯的任何适当尺寸和形状。例如,孔径1754可为大致圆形,可为正方形或矩形,或可具有其它形状,例如,可为三角形、椭圆形、卵形或具有其它适当几何形状。在某些实例中,孔径可被定大小使得其比喷灯1614的外径大大约0-50%或通常约3%,而在其它实例中,喷灯1614可接触板1752a、1752b,例如,喷灯的某一部分可接触板的表面而没有任何实质操作问题。感应装置1752的孔径 1754也可以包括槽1764,使得孔径1754与其周边连通。电极1752a 包括径向翅片1752a1,且电极1752b包括径向翅片1752b1,但是如上文所述,电极1752a、1752b的一个或两个上可存在多个翅片。翅片1752a1、1752b1相对于纵轴1726径向定位。在翅片式板1752a、 1752b的使用中,RF发生器电耦接到板1752a、1752b。RF电流供应到板1752a、1752b以提供平面环路电流,其通过孔径1754产生环形磁场。虽然图17中示出两块板电极1752a、1752b,但是可使用单块翅片式板电极,可使用三块翅片式板电极或可使用多于三块翅片式板电极。此外,一块板电极可带翅片且另一板电极可以没有翅片。例如,在上游靠近点火器的板电极可以没有翅片,且下游的板电极可具有翅片,或反之亦然。在一些例子中,一个或多个无翅片的板电极夹在两块翅片式板电极之间。在其它配置中,一块翅片式板电极夹在两块无翅片的板电极之间。鉴于本公开的益处,其它配置也可行,且将被本领域一般技术人员意识到。

在使用板电极的某些例子中,所述板电极除了翅片之外可包括一个或多个孔径或通孔。例如且参考图18,示出板电极,其包括大致平坦的基部1810和多个径向翅片1820-1836。基部1810中存在孔径或孔1850-1853,以允许空气通过基部1810并冷却电极。孔径 1850-1853的大小可变化,但是期望足够小,使得电极提供的场在相当程度上不被中断。基部1810中的孔径数可以从约1个变化到约20 个,更特定而言,约2个到约10个,或可存在其它所需孔径数。孔径可定位在靠近基部1810的边缘处,或沿着基部1810表面的其它任何位置。虽然图18中示出孔径在板电极中,但是类似孔径可存在于设计用于形成感应线圈的感应装置基部中,例如,诸如图12A和图 12B中所示的感应装置。如果需要,则翅片的一个或所有可以省略,或用孔径代替,使得可使用带集成孔径的无翅片感应装置来维持等离子体。

在某些实例中,本文描述的感应装置可用于维持存在于光学发射系统(OES)中的电感耦合等离子体(ICP)。图19中示出OES的例示性组件。装置1900包括样品引入系统1930,其流体地耦接到用于提供ICP 1940的组件。翅片式感应装置可电耦接到发生器1935,且可用于在喷灯中维持ICP 1940。发生器1935可为RF发生器,诸如,例如共同所有的以引用的方式并入本文的申请案中描述的混合RF发生器。ICP 1940流体地(或光学地,或两者)耦接到检测器1950。样品引入装置1930可取决于样品的性质而变化。在某些实例中,样品引入装置1930可为喷雾器,其被配置来雾化液体样品以引入ICP 1940中。在其它实例中,样品引入装置1930可被配置来直接将样品注入ICP 1940中。鉴于本公开的益处,本领域一般技术人员将容易地选择其它适当装置和方法来引入样品。检测器1950可采用许多形式,且可为可检测光学发射(诸如,光学发射1955)的任何适当装置。例如,检测器1950可包括适当光学元件,诸如透镜、反射镜、棱镜、窗口片、带通滤波器,等等。检测器1950还可包括光栅,诸如中阶梯光栅,以提供多通道OES装置。光栅(诸如中阶梯光栅) 可允许同时检测多个发射波长。所述光栅可定位在单色器或其它适当装置内用于选择一个或多个特定波长以进行监视。在某些实例中,检测器1950可包括电荷耦合装置(CCD)。在其它实例中,OES装置可被配置来实施傅里叶变换以提供多个发射波长的同时检测。所述检测器1950可被配置来监视较大波长范围上的发射波长,包括但不限于紫外光、可见光、近红外和远红外光,等等。所述OES装置1900 可进一步包括适当电子器件,诸如微处理器和/或计算机和适当电路,以提供所需信号和/或用于数据采集。适当的附加装置和电路在本领域中已知,且例如可在市售的OES装置中找到,诸如可从PerkinElmer Health Sciences,Inc.市售的Optima 2100DV系列、Optima 5000DV系列和Optima 7000系列OES装置。(马萨诸塞州沃尔瑟姆)。选用的放大器1960可操作来增大信号1955,例如放大来自检测光子的信号,并可将信号提供到显示器1970,其可为读出器、计算机等等。在信号1955足够大来显示或检测的实例中,放大器1960可省略。在某些实例中,放大器1960是光电倍增管,其被配置来从检测器1950接收信号。然而,鉴于本公开的益处,本领域一般技术人员将选择其它适当装置来放大信号。鉴于本公开的益处,本领域一般技术人员也有能力将现有的OES装置与本文描述的感应装置进行改造,且使用本文公开的感应装置设计新的OES装置。所述OES装置1900可进一步包括自动进样器,诸如PerkinElmer Health Sciences市售的AS90和 AS93自动进样器,或其它供应商市售的类似装置。

在某些实施方案中,本文描述的感应装置可使用于针对吸收光谱 (AS)而设计的仪器中。原子和离子可吸收某些光波长,来为从较低能级到较高能级的跃迁提供能量。原子或离子可包含源自从基态到较高能级跃迁的多个谐振线。促进这种跃迁所需的能量可使用许多源来供应,例如,热、火焰、等离子体、电弧、火花、阴极射线灯、激光器等等,如下文进一步讨论。在一些实例中,本文描述的感应装置可用于维持ICP以提供由原子或离子吸收的能量或光。在某些实例中,图20中示出单光束AS装置。单光束AS装置2000包括电源2010、灯2020、样品引入装置2025、电耦接到发生器2035的ICP装置2030、检测器2040、选用的放大器2050和显示器2060。电源2010可被配置来将功率供应到灯2020,其提供一个或多个光波长2022,以供原子和离子吸收。如果需要,则电源2010也可以电耦接到发生器2035。适当的灯包括但不限于汞灯、阴极射线灯、激光器等等。所述灯可使用适当的斩波器或脉冲电源进行脉动,或在采用激光器的实例中,激光器可用选定频率进行脉动,例如,5、10或20次/秒。灯2020的确切配置可改变。例如,灯2020可沿着ICP 2030轴向提供光,或可沿着ICP装置2030径向提供光。图20中所示的实例被配置来从灯2020 轴向地供应光。使用轴向查看信号可有信噪比的优点。鉴于本公开的益处,ICP 2030可使用本文描述的任何感应装置例如翅片式感应装置或者可被本领域一般技术人员容易地选择或设计的其它适当感应装置和喷灯来维持。由于样品在ICP 2030中被原子化和/或离子化,来自灯2020的入射光2022可激发原子。即,由灯2020供应的某一百分比的光2022可被ICP 2030中的原子和离子吸收。剩余百分比的光 2037可被传输到检测器2040。检测器2040可例如使用棱镜、透镜、光栅和其它适当装置(诸如,例如上文参考OES装置讨论的那些) 来提供一个或多个适当波长。信号可提供到选用的放大器2050以增大提供到显示器2060的信号。为说明ICP 2030中的样品的吸收量,可在引入样品之前引入坯料(诸如,水)以提供100%的透射率参考值。一旦将样品引入ICP中或从ICP出去后,可测量透射的光量,且具有样品时透射的光量可除以参考值以获得透射率。透射率的负log10等于吸收率。所述AS装置2000可进一步包括适当电子器件,诸如微处理器和/或计算机和适当电路以提供所需信号和/或用于数据采集。适当的附加装置和电路例如可在市售的AS装置上找到,诸如从 PerkinElmer Health Sciences市售的AAnalyst系列光谱仪。鉴于本公开的益处,本领域一般技术人员也有能力将现有AS装置与此处公开的感应装置改造,且使用本文公开的感应装置设计新的AS装置。所述AS装置可进一步包括本领域中已知的自动进样器,诸如从 PerkinElmer Health Sciences市售的AS-90A、AS-90plus和AS-93plus 自动进样器。

在某些实施方案中且参考图21,本文描述的感应装置可使用于双光束AS装置2100中,其包括电源2110、灯2120、ICP 2165、电耦接到ICP 2165的感应装置的发生器2166、检测器2180、选用的放大器2190和显示器2195。电源2110可被配置来给灯2120供电,所述灯提供一个或多个光波长2125,以供原子和离子吸收。适当的灯包括但不限于汞灯、阴极射线灯、激光器等等。所述灯可使用适当的斩波器或脉冲电源进行脉动,或在采用激光器的实例中,激光器可用选定频率进行脉动,例如,5、10或20次/秒。灯2120的配置可改变。例如,灯2120可沿着ICP 2165轴向提供光,或可沿着ICP 2165径向提供光。图21中所示的实例被配置来从灯2120轴向地供应光。如上文所讨论,使用轴向查看信号可有信噪比的优点。鉴于本公开的益处, ICP 2165可使用发生器和本文描述的任何感应装置或者可被本领域一般技术人员容易地选择或设计的其它类似感应装置来维持。由于样品在ICP 2165中被原子化和/或离子化,来自灯2120的入射光2125 可激发原子。即,由灯2120供应的某一百分比的光2125可被ICP 2165 中的原子和离子吸收。剩余百分比的光2167被传输到检测器2180。在使用双光束的实例中,入射光2125可使用分光器2130分光,使得某一百分比的光,例如,约10%到90%,可作为光束2135传输到ICP 2165,且剩余百分比的光可作为光束2140传输到反射镜或透镜2150 和2155。光束可使用组合器2170重新组合,诸如半镀银反射镜,且组合的信号2175可提供到检测装置2180。接着可确定参考值与样品值之间的比率,以计算样品吸收率。检测装置2180例如可使用棱镜、透镜、光栅和本领域已知的其它适当装置(诸如,例如上文参考OES 装置所讨论的那些装置)提供一个或多个适当波长。信号2185可提供到选用的放大器2190以增大信号来提供到显示器2195。所述AS 装置2100可进一步包括本领域已知的适当电子器件,诸如微处理器和/或计算机和适当电路以提供所需信号和/或用于数据采集。适当的附加装置和电路例如可在市售的AS装置上找到,诸如从PerkinElmer Health Sciences,Inc.市售的AAnalyst系列光谱仪。鉴于本公开的益处,本领域一般技术人员有能力将现有双光束AS装置与此处公开的感应装置改造,且使用本文公开的感应装置设计新的双光束AS装置。所述AS装置可进一步包括本领域已知的自动进样器,诸如从 PerkinElmer Health Sciences,Inc.市售的AS-90A、AS-90plus和AS-93plus自动进样器。

在某些实施方案中,本文描述的发生器可使用于质谱仪(MS) 中。图22中示出例示性MS装置。MS装置2200包括样品引入装置 2210、电耦接到发生器2225的离子化装置2220(标为ICP)、质量分析仪2230、检测装置2240、处理装置2250和显示器2260。样品引入装置2210、离子化装置2220、质量分析仪2230和检测装置2240 可使用一个或多个真空泵操作于降低的压力下。然而,在某些实例中,仅质量分析仪2230和检测装置2240可操作于降低的压力下。样品引入装置2210可包括入口系统,其被配置来将样品提供到离子化装置 2220。入口系统可包括一个或多个批次入口、直接探针入口和/或色谱入口。样品引入装置2210可为喷射器、喷雾器或可将固态、液态或气态样品递送到离子化装置2220的其它适当装置。离子化装置 2220可为使用发生器2225产生和/或维持的电感耦合等离子体,例如,使用电耦接到混合RF发生器或常规发生器的翅片式感应装置。如果需要,则所述离子化装置可耦接到另一离子化装置,例如可原子化和 /或离子化样品的另一装置,例如包括等离子体(电感耦合等离子体、电容耦合等离子体、微波诱导等离子体,等等)、电弧、火花、漂移离子装置、可使用气相离子化(电子离子化、化学离子化、解吸化学离子化、负离子化学离子化)将样品离子化的装置、场解吸装置、场离子化装置、快速原子轰击装置、二次离子质谱仪装置、电喷射离子化装置、探针电喷射离子化装置、声波喷射离子化装置、大气压化学离子化装置、大气压光离子化装置、大气压激光离子化装置、基质辅助激光解吸离子化装置、气悬体激光解吸离子化装置、表面增强激光解吸离子化装置、辉光放电、谐振离子化、热离子化、热喷射离子化、放射性离子化、离子附着离子化、液态金属离子装置、激光烧蚀电喷射离子化或这些例示性离子化装置的任何两个或多个组合。质量分析仪2230一般取决于样品性质、所需分辨率等等可采用许多形式,且如需要,示例性质量分析仪可包括一个或多个碰撞单元、反应单元或其它组件。鉴于本公开的益处,检测装置2240可为可与现有质谱仪使用的任何适当检测装置例如电子倍增器、法拉第杯、涂布感光板、闪烁检测器等等和将由本领域一般技术人员选择的其它适当装置。所述处理装置2250通常包括微处理器和/或计算机和适当软件用于分析引入MS装置2200中的样品。处理装置2250可访问一个或多个数据库,以确定引入MS装置2200的物质的化学名称。本领域已知的其它适当附加装置也可以与MS装置2200一起使用,包括但不限于自动进样器,诸如可从PerkinElmer Health Sciences,Inc.市售的 AS-90plus和AS-93plus自动进样器。

在某些实施方案中,MS装置2200的质量分析仪2230可取决于所引入样品的所需分辨率和性质而采用许多形式。在某些实例中,质量分析仪是扫描质量分析仪、磁扇区分析仪(例如,使用于单聚焦和双聚焦MS装置中)、四极质量分析仪、离子阱分析仪(例如,回旋加速器、四极离子阱)、飞行时间分析仪(例如,基质辅助激光解吸离子化飞行时间分析仪)和可将物质以不同质荷比分离的其它适当质量分析仪。在一些实例中,本文公开的MS装置可与一个或多个其它分析技术联用。例如,MS装置可与执行液相色谱仪、气相色谱仪、毛细管电泳和其它适当分离技术的装置联用。当MS装置与气相色谱仪耦接时,可期望包括适当界面,例如,阱、喷气分离器等等,以将样品从气相色谱仪引入MS装置中。当MS装置与液相色谱仪耦接时,也可期望包括适当界面以说明液相色谱仪和质谱仪中使用的体积差。例如,可使用分开界面使得从液相色谱仪出去的仅少量样品可被引入 MS装置中。从液相色谱仪出去的样品也可以沉积在适当线、杯或室中,以传送到MS装置的离子化装置。在某些实例中,液相色谱仪可包括热喷射器,其被配置来随着样品通过加热的毛细管而将其气化和雾化。鉴于本公开的益处,本领域一般技术人员将容易地选择用于将液态样品从液相色谱仪引入MS装置中的其它适当装置。在某些实例中,MS装置可彼此联用,以进行串联质谱分析。

在某些实施方案中,本文描述的系统和装置可按需要包括附加组件。例如,可期望在等离子体的光路中包括光电传感器,使得系统可以检测等离子体何时被点火。

在一些实例中,本文描述的感应装置可使用于非仪器应用中,包括但不限于材料沉积装置、气相沉积装置、离子注入装置、焊接喷灯、分子束外延装置或使用原子化和/或离子化源提供所需输出(例如,离子,原子或热)的其它装置或系统,可与本文描述的发生器一起使用。所述系统可包括类似本文描述的感应装置、喷嘴、辅助气体和其它组件以促进物质沉积到表面。此外,本文描述的感应装置可使用于化学反应器中,以促进在高温下形成某些物质。例如,可在使用装置 (包括本文描述的感应装置)的反应室中处理放射性废物。

在某些实例中,本文描述的感应装置可以套件形式使用,且可包括两个或多个单独感应装置,其可彼此耦接以提供具有所需圈数的单个感应装置。参考图23A,第一感应装置2300包括基部2305和翅片 2320-2322。第二感应装置2350包括基部2355和翅片2360-2363(见图23B)。感应装置2300、2350可一起封装在套件中。虽然感应装置 2300、2350的翅片数示出不同,但是如果需要,则它们可相同。感应装置2300可包括在基部2305中的耦接器2307,并且其被配置来接收基部2355上的耦接器2357。两个耦接器2307、2357可彼此耦接(见图23C)以提供感应装置2390,其包括感应装置2305和2355 两者的组件。在一些实施方案中,多个单独感应装置可彼此耦接以提供具有所需长度和/或所需翅片数的感应装置。不同感应装置可具有不同长度的翅片、不同角度的翅片、不同宽度的翅片或不同的翅片到翅片间隔,以允许用户以所需配置组装功能性感应装置。一个或多个翅片可包括如本文描述的通孔或孔径。在一些配置中,感应装置的耦接器可被配置来协助基部结构的弯曲或盘绕,以提供所需大小和/或形状的内孔。例如,耦接器可形成可以关节连接(至少在某种程度上) 的接头,以允许感应装置的基部弯曲成所需形状或配置。所述套件可包括用于将单个感应装置组装成较大型感应装置和/或使用感应装置维持等离子体或其它离子化/原子化源的指令。

在某些例子中,相邻线圈上的相邻翅片可使用接合相邻翅片的一个或多个可移除间隔器固定到位。参考图24A,示出间隔器2410安装在感应装置上的相邻翅片2402、2404上的图示。特定而言,间隔器2410包括主体2410和分别在翅片2402、2404上滑动的孔径2412 和2414。间隔器2410用于将相邻翅片2402、2404在线圈中保持到位。此外,间隔器的长度可用于调节感应装置中线圈到线圈的间隔。例如且参考图24B,示出在翅片2422、2424上滑动的双孔径向翅片间隔器2410。主体2421中的孔径2432、2434以比主体2411中的孔径2402、2404更宽的间隔间隔开。这种更宽的间隔导致包括翅片2422 的线圈和包括翅片2424的线圈的分离更大。如果需要,则间隔器的孔径之间可存在更小的间隔,以减小线圈到线圈的间隔。

在一些例子中,可使用三孔间隔器来固定相邻翅片之间的间隔。参考图24C,示出三孔间隔器2440,其包括主体2441和三个孔径 2452、2454和2456。在图24C中,相邻径向翅片2442、2444已被插入孔径2452和2456中,且孔径2454保持开放。然而,如果需要,则翅片的一个可代替插入孔径2454中,且其它孔径2452、2456的一个可仍然开放。例如,图24D示出孔径2452保持开放且孔径2454 和2456中存在翅片2442、2444的配置。使用图24D的间隔器配置提供的线圈到线圈间隔将大于图24C的配置中提供的线圈到线圈间隔(假设主体2441长度相同)。虽然图24A-24D中示出双孔和三孔间隔器,但是间隔器中可存在多于三个孔。例如,间隔器可被配置来允许沿着整个感应装置的径向翅片被接合。在感应装置包括四圈时,可使用具有四孔的间隔器。在感应装置包括五圈时,可使用具有五孔的间隔器。在其它例子中,感应装置中可使用多于一个间隔器。例如,两个或多个单独间隔器可定位在不同区域。

在某些配置中,间隔器可用于将相邻径向翅片的位置固定在偏移位置。例如且参考图25,示出间隔器2510的俯视图,其包括从彼此偏移的两个孔或孔径2512、2514。径向翅片2522、2524分别由孔2512、 2514接合。孔2512、2514的偏移迫使径向翅片2522、2524彼此偏移。当耦接器2510接合到翅片2522、2524时,线圈到线圈间隔也固定。

在一些例子中,本文描述的间隔器可以块状形式存在,以允许终端用户将两个或多个间隔器耦接在一起,以在相邻线圈之间提供所需的空间分离。例如且参考图26A-26D,单孔间隔器块体2610和双孔间隔器块体2620可彼此耦接,以提供三孔间隔器块体2630。或者,三个单孔间隔器块体2610可彼此耦接以提供三孔间隔器块体2640。每个间隔器块体可包括适当特征,例如,类似于图23A-23C的装置所描述的特征,以允许间隔器块体彼此耦接或接合。间隔器可一起封装在套件中,所述套件包括单孔间隔器、双孔间隔器和/或三孔间隔器,且终端用户可耦接适当数量的间隔器以提供所需的线圈到线圈间隔。

在某些实施方案中,本文描述的间隔器,例如图24A-26D中所示的那些例示性间隔器,可使用非传导材料制造。例如,间隔器的主体可使用一个或多个非传导塑料、氧化铝、聚四氟乙烯或可用作绝缘体的其它材料制造。所用的间隔器的确切数量和其配置可以变化。在一些实施方案中,间隔器可包括与感应装置中存在的线圈数相似的孔径数。在其它例子中,可使用每个孔数比线圈数少的两个或多个间隔器,例如,可在三线圈感应装置中使用2个双孔间隔器,其中第一个间隔器将第一线圈和第二线圈桥接,且第二间隔器将第二线圈和第三线圈桥接。在使用两个或多个间隔器之处,间隔器可彼此偏移所需度数,例如,45度、60度、90度、120度、150度、180度或这些例示性值之间的任何值。如果需要,则也可以使用三个、四个或更多单独的间隔器。在一些例子中,单孔间隔器可接合到相邻径向翅片以提供所需线圈到线圈间隔,而无需将相邻径向翅片彼此锁定,例如,所述单孔间隔器允许线圈内的一定灵活性。

下文描述某些特定实例以进一步说明本文描述的一些新颖方面、实施方案和特征。

实例1

参考图27A和27B,示出被盘绕的翅片式感应装置的两张照片。每个感应装置都由金属片制成(图27A的感应装置是125mil厚的铜,且图27B的感应装置是125mil厚的铝1100合金)。接着感应装置被弯曲成所示的盘绕配置。每张照片中示出一分钱以示比例。传导路径具有(大致)正方形截面,使得其可以容易以任何方向弯曲。电流流动允许正方形截面的平面减少/最小化电流拥挤。

实例2

图27B的铝制翅片式感应装置被用于维持等离子体。还使用来自NexION instrument的3圈铜负载线圈进行比较。使用翅片式感应装置(图28A)产生的等离子体类似于使用螺旋铜负载线圈(图28B) 产生的等离子体。

实例3

使用许多金属物质、常规的铜制螺旋感应线圈和翅片式感应线圈 (下表中称为“松果负载线圈”)进行ICP-MS(电感耦合等离子体质谱法)测量。对于翅片式感应装置使用14升/分钟的等离子气体流速,而对于螺旋负载线圈使用17升/分钟的等离子气体流。虽然翅片式感应装置使用较少量的氩气等离子体,但是将翅片式感应装置的离子与螺旋负载线圈获得的离子的测量值对比。

表1:根据某些配置的使用翅片式感应装置和螺旋负载线圈的各种测量值的表

实例4

翅片式铝制感应装置连续运行1小时(见图29A)和5小时(图 29B)以确定是否观察到装置的任何氧化或喷灯的失透性。氩气等离子体流速为11升/分钟。没有观察到喷灯的失透性的征兆。在5小时后,感应装置保持光泽且不显示出任何实质氧化。

实例5

来自各种金属物质(Ce、Be、CeO、In、Ce++和U)的质谱信号使用翅片式铝制感应装置监视约1小时以确定稳定性。氩气等离子体流速为11升/分钟。如图30的图中所见(时间以秒显示),对于每个金属物质在约1小时的时间段内信号大致上恒定。从图30中的图片上方至下方,曲线的顺序是In、Ce、U、Be、Ce++和Ce。

在介绍本文公开的实例的元件时,冠词“一(a/an)”、“该”和“所述”旨在意味着具有元件的一个或多个。术语“包括 (comprising/including)”和“具有”旨在是开放式的,且意味着除了所列出元件以外可存在附加元件。本领域一般技术人员将意识到,鉴于本公开的益处,实例的各种组件可与其它实例中的各种组件互换或替换。

虽然上文已描述某些方面、实例和实施方案,但是本领域一般技术人员将意识到,鉴于本公开的益处,所公开的例示性方面、实例和实施方案的添加、替换、修改和变更是可行的。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1