一种直读光谱采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种直读光谱采集装置，包括激发电极、样品、采光模块，所述激发电极对样品放电形成光源，所述光源包括位于上下两侧的背景区及处于中心位置的光谱区，所述采光模块和所述光源之间是采光通道，其特点是：所述采光模块包括固定在所述采光通道内的光阑，所述光阑阻挡所述背景区的紫外光谱。本实用新型具有光谱利用率高、分析速度高等优点。
【专利说明】一种直读光谱采集装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种光谱采集装置，尤其是一种直读光谱采集装置。
【背景技术】
[0002]图1所示是常见的直读光谱激发台设计，包括激发台1、电极装配结构2、电极3、样品4、采光透镜5、采光单元6等组成。高压电信号经过电极3向样品金属4放电，击穿两者之间的空间氛围(空气或者惰性保护气体)产生电弧/火花光源，产生的光源信号经过采光透镜5被采集到采光单元6上进入到后续分析单元进行光谱分析。
[0003]由于电弧/火花光源的特性，直读光谱的炬焰针对不同元素具有不同的蒸发效果，导致在整个炬焰区域形成了不同的温度梯度，可将样品和电极之间形成的光源分为三个区域:在靠近电极表面和样品表面的区域为背景区7，光源的中心部位为光谱区8。
[0004]在背景区，区域温度较低，蒸发效果显著，基体样品大量存在，因此有大量的背景干扰光谱；而在光谱区，温度较高，离子密度会较电极和样品表面低，样品基体的影响大为降低，因此光谱的背景干扰将会大大降低，比较适合分析光谱。
[0005]而不同元素所需的激发能量也不同，因此不同元素的最佳激发区域也会不同，比如紫外光谱(如P、S、C等光谱)的激发所需能量较高，因此它们的最佳激发区域在光谱的中心部位，而样品表面会有大量的背景干扰，不利于分析紫外光谱；而对于普通的长波光谱，整个炬焰区域都有较好的激发。
[0006]但是在使用时由于光源区域非常小，背景区和光谱区的光谱均会被采光透镜采集到光谱区，导致光谱干扰不可避免的存在，尤其是在分析紫外光谱时，背景干扰对于分析谱线的影响尤为明显。
[0007]元素谱线中，适合在深紫外区域探测的元素谱线有:
[0008]P: 153.592nm，177.495nm，178.284nm，178.766nm，185.891nm ；
[0009]S:180.731nm ；
[0010]N:174.272nm，174.525nm，149.263nm ；
[0011]As:180.615nm，189.042nm ；
[0012]Al:167.079nm ；
[0013]C:193.091nm。
[0014]Fe的光谱非常丰富，而在直读光谱仪中，Fe在基体中的含量往往是50%以上，而待分析元素含量往往是ppm级别，两者相差数万至数十万倍，因此Fe等元素的基体干扰将会影响到待分析元素的检测，如Fe的193.451nm会影响C193光谱，Fel88.870会影响As光谱189光谱。
[0015]因此，在分析紫外光谱时，需要借助专门的结构来消除光谱干扰。
[0016]在目前的直读光谱仪产品中有两种做法:
[0017]其一:请参阅图2，对于有光谱干扰区域的光谱不采集，只采集中心最佳激发区域的光谱，这样就消除了紫外光谱干扰，但是缺点是大量的有用光谱被屏蔽，无法采集，降低了光谱利用率。
[0018]其二:请参阅图3，在采光通道位置设置一个可以运动的挡光机构9，当需要分析紫外光谱时就将该挡光机构9挡在光路中，这样可以有效的挡掉一部分样品表面的背景光，而只将有效的中间激发区域产生的紫外光谱采集到分光系统中，此时会牺牲一部分的光强，同时也会影响到长波的稳定性，不利于长波分析；当分析长波光谱时，则将该挡光机构9移出光路结构，采集全谱的光谱；所以整个分析系统是一个分时分析。同时由于随着电极和样品的不同，电极向样品放电后产生的光源的光谱位置会经常变动，采用该挡光机构设计的结构需要精密调节位置，否则在分析时会导致干扰消除不彻底或者挡掉了过多有用光谱。
【发明内容】
[0019]为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了 一种在全部采集可见光谱的同时实现紫外光谱干扰消除的直读光谱采集装置。
[0020]为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
[0021]一种直读光谱采集装置，包括激发电极、样品、采光模块，所述激发电极对样品放电形成光源，所述光源包括位于上下两侧的背景区及处于中心位置的光谱区，所述采光模块和所述光源之间是采光通道，其特点是:
[0022]所述采光模块包括固定在所述采光通道内的光阑，所述光阑阻挡所述背景区的紫外光谱。
[0023]进一步，所述光阑为短波截止波片或滤波片。
[0024]作为优选，所述光阑设置在所述采光通道的上部，且未阻挡所述光谱区的光谱。
[0025]作为优选，所述光阑设置在所述采光通道内，所述光阑中心短波通过。
[0026]作为优选，所述光阑中心中空或中心不镀膜。
[0027]进一步，采光模块包括采光透镜，所述光阑为在所述采光透镜的边缘部分镀膜形成。
[0028]进一步，所述光阑为波长渐变滤波片，由上到下依次由长波通过到短波通过。
[0029]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
[0030]1、提高了光谱利用率，将光源所有位置的光谱都采集到分析系统上；
[0031]2、采用一个固定的光阑结构代替传统的运动光阑来消除样品表面背景光对紫外光谱的干扰，同时该光阑又能有效的通过长波光谱，不会对非紫外光谱的稳定性造成不良影响，也不会削弱光谱能量。
[0032]3、同时该光阑是一个固定的结构，它不需要运动，紫外光谱与可见光谱一次采集即可完成，无需分成多个时间段，提高了分析速度。一方面消除了紫外、可见光谱分步曝光的问题，提高了分析效率；另一方面可以减少了运动部件，使得系统更加的稳固可靠。
[0033]无需运动部件即可实现干扰光谱的消除。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为【背景技术】中的直读光谱仪的结构示意图；
[0035]图2为【背景技术】中的直读光谱仪仅采集中心光谱的示意图；[0036]图3为【背景技术】中设置运动挡光机构的直读光谱仪结构示意图；
[0037]图4为实施例中直读光谱采集装置结构示意图；
[0038]图5为实施例中直读光谱采集装置光阑为波长渐变滤波片时的结构示意图。【具体实施方式】
实施例
[0039]请参阅图4，一种直读光谱采集装置，包括激发电极3、样品4、采光模块6 ；
[0040]高压电信号经过电极3向样品4金属放电，击穿两者之间的空间氛围(空气或者惰性保护气体)产生电弧/火花光源，所述采光模块6和所述光源之间是采光通道11，采光通道11末端是采光透镜5，光源产生的光信号经过采光透镜5被采集到采光模块6上进入到后续分析装置进行光谱分析。
[0041]所述光源包括位于上下两侧的背景区7及处于中心位置的光谱区8 ；
[0042]所述采光模块6包括固定在所述采光通道11内的光阑10和探测器，所述光阑10阻挡所述背景区7的紫外光谱。
[0043]所述光阑阻挡了背景区的紫外光谱，同时使得背景区的长波以及光谱区的短波通过，能够将光源所有位置的光谱都采集到分析系统上，提高了光谱利用率。
[0044]由于阻挡了背景区的紫外光谱，消除了紫外光谱分析时，靠近电极和样品表面的干扰光谱的影响，同时光阑是固定在采光通道内的，无需运动部件即可实现干扰光谱的消除；
[0045]所述光阑阻挡了背景区的紫外光谱，使得紫外光谱与可见光谱一次采集即可完成，无需分成多个时间段，提高了分析速度。
[0046]本发明对光阑结构和光阑在采光通道内的放置位置不加限定，只要特殊结构的光阑配以光阑在采光通道内的特殊放置位置，能够实现阻挡背景区的紫外光信号的目的即可。
[0047]以下具体说明本发明设计的适应直读光谱炬焰结构的光阑以及其在采光通道内的放置位置。
[0048]优选的，所述光阑为短波截止波片或滤波片，则在这种情况下:
[0049]请参阅图4，将所述光阑11设置在所述采光通道11的上部，使其仅仅能挡住背景区7的紫外光谱，而未阻挡所述光谱区8的光谱；
[0050]或，光阑本身材质是短波截止的波片或滤波片，使其中心中空或不镀膜，则所述光阑中心短波即可通过；将所述光阑设置在所述采光通道内，背景区的光谱照射在光阑边缘部分，而光谱区的光谱照射在光阑中心可透短波部分。
[0051]优选的，在所述采光透镜的边缘部分镀膜，使镀膜后的边缘部分能够阻挡短波，同时，中心不镀膜部分能够透过短波。
[0052]优选的，请参阅图5，所述光阑为波长渐变滤波片，由上到下依次由长波通过到短波通过。
[0053]上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是:在采光通道内固定设置能够阻挡背景区短波的光阑实现光谱干扰的消除。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种直读光谱采集装置，包括激发电极、样品、采光模块，所述激发电极对样品放电形成光源，所述光源包括位于上下两侧的背景区及处于中心位置的光谱区，所述采光模块和所述光源之间是采光通道，其特征在于: 所述采光模块包括固定在所述采光通道内的光阑，所述光阑阻挡所述背景区的紫外光-1'TfeP曰。
2.根据权利要求1所述的直读光谱采集装置，其特征在于:所述光阑为短波截止波片或滤波片。
3.根据权利要求2所述的直读光谱采集装置，其特征在于:所述光阑设置在所述采光通道的上部，且未阻挡所述光谱区的光谱。
4.根据权利要求2所述的直读光谱采集装置，其特征在于:所述光阑设置在所述采光通道内，所述光阑中心短波通过。
5.根据权利要求4所述的直读光谱采集装置，其特征在于:所述光阑中心中空或中心不镀膜。
6.根据权利要求1所述的直读光谱采集装置，其特征在于:采光模块包括采光透镜，所述光阑为在所述采光透镜的边缘部分镀膜形成。
7.根据权利要求1所述的直读光谱采集装置，其特征在于:所述光阑为波长渐变滤波片，由上到下依次由长波通过到短波通过。
【文档编号】G01N21/67GK203745378SQ201320894331
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】俞晓峰, 韩双来, 寿淼钧, 尚艳丽, 陈斌, 杨凯 申请人:聚光科技(杭州)股份有限公司