一种可拆式微波诱导等离子体炬管的制作方法

本实用新型属于发射光谱分析仪器领域，特别涉及一种可拆卸的微波诱导等离子体炬管。

背景技术：

光谱光源是发射光谱仪器的核心，电感耦合等离子体原子发射光谱法，简称(ICP-AES) 分析技术，因其具有的检出限低、基体效应小、精密度高、灵敏度高、线性范围宽以及多元素同时分析等诸多优点而得以广泛应用。然而，由于ICP光谱分析仪器要消耗大量的稀有气体—氩气，是该技术明显的缺点，发展节省氩气的新型发射光谱光源就成为光谱分析技术领域的重要目标。

由此引入微波等离子体，微波感生等离子体(简称MIP)是微波等离子体光源的重要组成分类，它可采用氮气作为工作气体维持它的等离子体焰炬。在一定条件下它可以形成类似于ICP光源的环形等离子体。由于在使用的过程中，微波等离子体炬管的外层石英管容易由于气体流速、微波功率偏离正常值或其他原因，外层石英管容易被等离子体烧融损坏，而相对而言结构较外管更为复杂的中心管发生损坏的几率较少。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可拆卸的微波诱导等离子体炬管，其三层套管可实现拆卸更换，节能环保。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种可拆卸的微波诱导等离子体炬管，其特征在于，包括：

用于形成和维持等离子体焰炬的三层石英套管，包括依次套合的外管、中管及中心管；

用于固定石英套管的若干固定座，所述固定座上设有用于装设石英套管的中心通孔；所述三层石英套管相应依次贯穿若干固定座；相邻固定座可拆卸连接；一固定座上对应所述中管的进气端的管口设有第一进气孔，另一固定座上对应所述外管的进气端的管口设有第二进气孔。

作为优选，所述石英套管的外壁设有定位凸环，所述固定座上设有限位槽；相邻固定座共同固定一根石英套管，相邻固定座通过限位槽压紧该石英套管的定位凸环或管口边缘固定石英套管。

作为优选，所述定位凸环或/和限位槽设有密封件。

作为优选，所述固定座设有四个，包括两个中部固定座、头端固定座及末端固定座；

所述头端固定座套设在所述中心管，所述末端固定座套设在所述外管；

所述两个中部固定座，包括第一中部固定座和第二中部固定座；所述第一中部固定座套设在中心管及中管上，所述第二中部固定座套设在所述中管及外管上；

所述头端固定座与所述第一中部固定座压紧所述中心管的定位凸环；所述第一中部固定座与所述第二中部固定座分别压紧所述中管的进气端的管口边缘及所述中管的定位凸环；所述第二中部固定座与所述末端固定座压紧所述外管的进气端的管口边缘及所述外管的定位凸环。

作为优选，沿外管至中心管的方向，固定座依次罩设于下一固定座上。

作为优选，相邻固定座通过螺栓及法兰连接。

作为优选，所述三层石英套管的中心轴重合；所述若干固定座的中心通孔的中心轴重合。

作为优选，所述固定座的材质为聚甲醛或聚四氟乙烯。

作为优选，所述中心管的出气端的管口和所述中管的出气端的管口水平对齐。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过上述结构实现了三层石英套管可拆卸固定连接，当其中一个石英套管损坏时，可更换一根新管，使用方便且节能环保。使用四个套管进行固定，可自由组装拆卸的微波等离子体炬管，可以更换任意一根石英炬管，其有益效果是可以有效降低成本。而在仪器开发试验过程中，诸多不确定的因素更容易损坏炬管，对比一体化的炬管，本实用新型设计的石英管加工更简便，更换简单。大大节约试验时间以及加工成本。相对于现有的采用橡胶面与气孔对接的炬管，本实用新型的设计可以有效防止气孔堵塞，现有的MIP炬管利用橡胶面与炬管固定装置连接，气体必须通过橡胶面进入矩管，在炬管的长时间使用过程中，橡胶面会由于高温体积膨胀，对于内径较细的气孔而言，膨胀的橡胶面会使气孔的内径缩小，甚至堵塞，影响等离子体的稳定性；而本实用新型的固定装置直接与石英管相连，辅助气和冷却气通过固定装置的气孔直接进入到了石英管之间的间隙当中，固定装置采用耐热材质加工而成，如聚四氟乙烯，热膨胀系数较小。不易堵塞气孔保证等离子体的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖面结构示意图；

图3是本实用新型的三层石英套管的示意图。

图中：

12—末端固定座；14—第二中部固定座；16—第一中部固定座；18—头端固定座；20—外管；22—中管；24—中心管；26—第二进气孔；28—第一进气孔；30—定位凸环；32—第二限位槽；34—中心通孔；36—气体溶胶；38—用于装设法兰的孔。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参阅图1至图3所示，本实用新型所述的一种可拆卸的微波诱导等离子体炬管，包括：

用于形成和维持等离子体焰炬的三层石英套管，包括外管20、中管22及中心管24。石英套管的外壁皆设有定位凸环30。三层石英套管的中心轴重合。

用于固定石英套管的四个固定座，固定座上设有用于装设石英套管的中心通孔34；四个固定座的中心通孔34的中心轴重合。固定座的材质为聚甲醛或或聚四氟乙烯。

四个固定座包括两个中部固定座、头端固定座18及末端固定座12。头端固定座18套设在中心管24，末端固定座12套设在外管20。两个中部固定座，包括第一中部固定座16和第二中部固定座14；第一中部固定座16套设在中心管24及中管22，第二中部固定座14套设在中管22及外管20。

相邻固定座共同固定一根石英套管，相邻固定座通过限位槽压紧该石英套管的结构固定石英套管，具体地：头端固定座18与第一中部固定座16压紧中心管24的定位凸环30；第一中部固定座16与第二中部固定座14分别压紧中管22的进气端的管口边缘及中管22的定位凸环30；第二中部固定座14与末端固定座12压紧外管20的进气端的管口边缘及外管20 的定位凸环30。

除了头端固定座18外，其余固定座上用于压紧定位凸环30及石英套管的进气端的管口边缘的分别是第一限位槽及第二限位槽32，定位凸环30及进气端的管口边缘分别置入第一限位槽和第二限位槽32，从而能够被对应限位槽压紧；头端固定座18通过端面压紧中心管 24的定位凸环30。定位凸环30或/和第一限位槽设有密封垫圈，所述定位凸环30置入所述限位槽时两者之间实现密封。

第一中部固定座16上对应中管22的进气端的管口设有第一进气孔28，第二中部固定座 14上对应外管20的进气端的管口设有第二进气孔26。

沿外管20至中心管24的方向，固定座依次罩设于下一固定座上，具体地：参阅图2所示，末端固定座12罩设在第二中部固定座14上，第二中部固定座14罩设在第一中部固定座 16上，第一中部固定座16罩设在头端固定座18上。

相邻固定座可拆卸连接，作为优选，相邻固定座可采用螺栓及法兰连接。

中心管的出气端的管口和中管的出气端的管口水平对齐。

本实用新型的使用：参考图1及图2，通过螺钉孔将等离子体炬管固定到谐振腔上，使等离子体焰炬与谐振腔内磁场最大处轴向对齐，等离子辅助气体通过第一进气孔28进入中心管24与中管22之间的间隙，在微波的电场分量与磁场的分量作用下使其形成椭圆形剖面中空的等离子体，这是发射光谱中通常应用的一种等离子体产生的方式。冷却气体通过第二进气孔26沿管内壁切向进入外管20与中管之间的间隙螺旋流动，由于外管与中管之间的间隙非常小，所以形成高流速的冷却气体，冷却气体有效地约束等离子体，防止外管20烧融。

与中心管24的底部相连接的雾化系统将待测液质样品雾化，雾化后的携带着样品的气体溶胶通过中心管24直接注入到等离子体进行激发。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变动。