可冲洗阳极的液体阴极辉光放电原子化器的制作方法

本实用新型涉及一种液体阴极辉光放电原子化器，特别的涉及一种用于液体阴极辉光放电光谱分析的原子化器。该原子化器可以通过液体阴极与阳极的相对位置调整实现稳定的液体阴极辉光放电，并可以在每个样品分析的间隔，通过输液管对阳极的放电部位及周边进行快速有效清洗，从而解决样品分析中的交叉污染。

背景技术：

盐湖水、卤水、河湖水、矿泉水等多种液体样品中的重金属、碱金属和碱土金属等的分析在资源环境领域具有重要的意义。比如，盐湖水和卤水中的锂和钾具有战略资源属性，矿泉水中锂具有健康属性，其它水体中重金属等的分析也具有重要的环境属性。在常规环境监测和应对环境事件中，在偏远地区进行的资源调查评价中，小型携带式元素含量分析设备具有重要的应用价值。采用ccd检测系统的液体阴极辉光放电光谱仪具有体积小、重量轻、功耗低、易操作的优点，其分析研究受到了业界的广泛关注，成为一个研究热点。

液体阴极辉光放电光谱分析中，被分析样品溶液或通过在其容器内接入电源负极而直接作为放电阴极、或通过导管使其以流动的方式被引入到电源的负极区而作为放电阴极，通过液体样品与接有高电位的金属阳极之间的放电，使液体样品中的分析元素原子化和激发，从而实现特征光谱的发射和检测，实现元素含量检测的目的。一般来说，采用ccd光谱仪作为检测单元时，碱金属元素的检出限为约1ng/ml，采用光电倍增管的检测单元的检出限可以更低。因此，保持放电系统的洁净非常重要。

液体阴极辉光放电光谱分析中，由于液体阴极与金属阳极之间的放电温度高，液体在此过程中产生挥发现象，特别是存在小液滴的溅射现象。因而在样品分析过程中，液体中的元素会不可避免地附着在金属阳极上，从而对下一个样品分析造成交叉污染；特别是当前一个样品中元素的含量比较高时，这种现象尤为突出。比如分析卤水或盐湖水样品时，由于含有大量的钠元素，即便在分析一个样品后通入空白样品，放电产生的光谱中可以明显地观察到钠黄光，且持续时间比较长。为此，在每个分析间隔，都要对阳极进行冲洗。一般的方法是用洗瓶吹洗，但由于阳极是细棒状，操作要求比较高，且难以避免吹出的清洗液会飞溅到原子化器的周边区域，清洗效果较差，速度较慢。

因此，如何解决上述问题，能够对阳极以及阴极进行清洗，从而设计出一种新型液体阴极辉光放电原子化器成为现有技术亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种可冲洗阳极的液体阴极辉光放电原子化器，保证测试过程中产生的阳极沾污物的快速有效清洗以及稳定的辉光放电和被分析元素的原子化。

一种可冲洗阳极的液体阴极辉光放电原子化器，包括顶盖和u型承载壳，所述顶盖与所述u型承载壳彼此配合；在顶盖上固定有金属阳极，所述金属阳极中具有冲洗槽，冲洗液导流管套设在所述金属阳极的上管口，并与所述冲洗槽相通；

在所述金属阳极的下端具有阴极组件，所述阴极组件包括阴极导电体、阴极池、和样品溶液导管，其中所述阴极导电体设置在阴极池中，并贯穿所述阴极池，所述样品溶液导管与所述阴极导电体垂向同轴，并贯穿所述阴极导电体中心的孔。

可选的，所述顶盖为矩形，所述u型承载壳为可弯折的金属板，其底部与顶盖同长同宽。

可选的，在顶盖上固定有金属阳极具体为：在顶盖的上下两侧分别固定有在垂直方向上相对应的阳极保护上法兰和阳极保护下法兰，所述顶盖位于所述阳极保护上法兰和阳极保护下法兰中间具有一中心螺纹孔，所述金属阳极外侧具有外螺纹，螺纹配合在所述中心螺纹孔中，并与两个法兰垂向同心，在所述阳极保护上法兰的垂壁具有一通孔，冲洗液导流管通过该通孔套设在金属阳极的上管口。

可选的，所述中心螺纹孔与法兰围成的区域中间有多个均匀分布的通气孔。

可选的，所述阴极组件中，所述阴极导电体的上部为圆台型、中部为与圆台下缘同径的柱状，下部为圆柱状并缩径变细；阴极池为底部具有凸出的杯状，所述底部凸出具有外螺纹，池内中心有低于其上缘的凸起平台，所述凸起平台的外径与所述阴极导电体的直径相同，所述底部凸出与所述凸起平台同轴、且均带有与所述阴极导电体下部外径相同的通孔；还具有一阴极组件固定板，所述阴极组件固定板的一端有一个带螺扣的孔；

所述阴极池的底部凸出以螺纹的方式固定在所述阴极组件固定板的螺扣中，所述阴极导电体的下部穿过所述阴极池中心的通孔并透出所述阴极组件固定板底面与高压电源的负极连接，所述样品溶液导管穿过所述阴极导电体中心的孔，透出的部分与进样管连接。

可选的，所述阴极池的杯底和所述阴极组件固定板对应的位置还具有废液排出孔，所述废液导管穿过所述阴极池和所述阴极组件固定板的废液排出孔。

可选的，在所述u型承载壳的底部还具有三维移动平台，能够在x-y-z轴方向移动，所述阴极组件固定板的另一端固定安装在所述三维移动平台上。

可选的，在所述u型承载壳的一边侧壁上具有一个中心孔，所述中心孔上安装有光纤连接法兰，所述聚焦透镜组件安装在光纤连接法兰内，所述聚焦透镜组件中具有聚焦透镜，并且所述聚焦透镜组件的轴线穿过阴极和阳极之间的放电间隙。

可选的，所述金属阳极为金属钨，所述u型承载壳采用镀锌钢板，各类法兰和阴极池采用耐氢氟酸的聚四氟材料，所述顶盖和所述阴极组件固定板采用茶色有机玻璃，所述样品溶液导管采用刚玉管，所述废液导管采用乳胶管，所述阴极导电体采用石墨。

本实用新型提供一种可冲洗阳极的液体阴极辉光放电原子化器。本原子化器中，可通过清洗液导管对阳极实现自上而下快速、有效的冲洗，从而避免样品间的交叉污染；阴极组件可整体进行x-y-z三维调节，使阴极和阳极的对准简便，间距可调；光谱聚焦及传输组件安装在u型壳体上，保证了结构紧凑。

附图说明

图1是根据本实用新型的可冲洗阳极的液体阴极辉光放电原子化器的剖面结构示意图。

图中的附图标记所分别指代的技术特征为：

1、金属阳极；2、阳极保护上法兰；3、阳极保护下法兰；4、冲洗液导流管；5、顶盖；6、聚焦透镜组件；7、光纤连接法兰；8、聚焦透镜；9、阴极导电体；10、阴极池；11、样品溶液导管；12、废液导管；13、阴极组件固定板；14、u型承载壳；15、三维移动平台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

参见图1，示出了本实用新型的可冲洗阳极的液体阴极辉光放电原子化器剖面示意图。

本实用新型在于，在金属阳极1中设计有冲洗槽，将冲洗液导流管4套设在金属阳极1的上端，实现对金属阳极的可冲洗。在阴极9的周围设置阴极池10，在阴极9中穿设样品溶液导管11，在阴极池10的周围设置废液导管12，从而实现冲洗后废液的导出。因此，本实用新型可通过冲洗液导流管4对阳极1实现自上而下快速、有效的冲洗，从而避免样品间的交叉污染，并通过样品溶液导管11和废液导管12实现冲洗后废液的导出。

具体而言，液体阴极辉光放电原子化器包括顶盖5和u型承载壳14，所述顶盖5与所述u型承载壳14彼此配合；在顶盖5上固定有金属阳极1，所述金属阳极1中具有冲洗槽，冲洗液导流管4套设在所述金属阳极1的上管口，并与所述冲洗槽相通；

在所述金属阳极1的下端具有阴极组件，所述阴极组件包括阴极导电体9、阴极池10、和样品溶液导管11，其中所述阴极导电体9设置在阴极池10中，并贯穿所述阴极池，所述样品溶液导管11与所述阴极导电体9垂向同轴，并贯穿所述阴极导电体9中心的孔。

进一步的，所述顶盖5为矩形，所述u型承载壳为可弯折的金属板，其底部与顶盖5同长同宽。

因此，本实用新型将冲洗液导流管4套设在金属阳极1的上端，实现对金属阳极的可冲洗。

进一步的，在顶盖5上固定有金属阳极1具体为：在顶盖5的上下两侧分别固定有在垂直方向上相对应的阳极保护上法兰2和阳极保护下法兰3，所述顶盖位于所述阳极保护上法兰2和阳极保护下法兰3中间具有一中心螺纹孔，所述金属阳极1外侧具有外螺纹，螺纹配合在所述中心螺纹孔中，并与两个法兰垂向同心，在所述阳极保护上法兰2的垂壁具有一通孔，冲洗液导流管4通过该通孔套设在金属阳极1的上管口。

本领域技术人员可以知道阳极保护上法兰2和阳极保护下法兰3可以通过顶盖上的孔进行固定。

进一步的，所述中心螺纹孔与法兰围成的区域中间有多个通气孔，例如可以为均匀分布的多个圆孔。因此，当所述阳极保护上法兰的上端与外部抽气管相连，且在外部抽风扇开启时，放电产生的气溶胶穿过上下两个法兰和顶盖上的通气孔排出。

进一步的，所述阴极组件中，所述阴极导电体9的上部为圆台型、中部为与圆台下缘同径的柱状，下部为圆柱状并缩径变细；阴极池10为底部具有凸出的杯状，所述底部凸出具有外螺纹，池内中心有低于其上缘的凸起平台，平台的外径与所述阴极导电体9的直径相同，所述底部凸出与内部凸起平台同轴、且均带有与所述阴极导电体9下部外径相同的通孔；还具有一阴极组件固定板13，所述阴极组件固定板13的一端有一个带螺扣的孔；所述阴极池10的底部凸出以螺纹的方式固定在所述阴极组件固定板的螺扣中，所述阴极导电体的下部穿过所述阴极池中心的通孔并透出所述阴极组件固定板底面与高压电源的负极连接，所述样品溶液导管穿过所述阴极导电体中心的孔，透出的部分与进样管连接。

所述阴极池10的杯底和所述阴极组件固定板13对应的位置还具有废液排出孔，所述废液导管12穿过所述阴极池10和所述阴极组件固定板的废液排出孔。

在所述u型承载壳的底部还具有三维移动平台15，能够在x-y-z轴方向移动，所述阴极组件固定板13的另一端固定安装在所述三维移动平台15上。

在所述u型承载壳的一边侧壁上具有一个中心孔，所述中心孔上安装有光纤连接法兰7，所述聚焦透镜组件6安装在光纤连接法兰7内，所述聚焦透镜组件6中具有聚焦透镜8，并且所述聚焦透镜组件6的轴线穿过阴极和阳极之间的放电间隙。

优选地，本实用新型原子化器的金属阳极为金属钨，u型承载壳采用镀锌钢板，各类法兰和阴极池采用耐氢氟酸的聚四氟材料，所述顶盖和所述阴极组件固定板采用茶色有机玻璃，所述样品溶液导管采用刚玉管，所述废液导管采用乳胶管，所述阴极导电体采用石墨。

在一个可选的实施例中，将带冲洗槽的金属阳极1拧入原子化器顶盖5的螺纹孔中；阳极保护上法兰在顶盖上，阳极保护下法兰在顶盖5下，分别使其凸缘上的孔与顶盖上的直孔对正，用螺栓固定；将冲洗液导流管4穿过上法兰垂壁上的孔，连接到金属阳极上；将光纤连接法兰7固定在u型承载壳上，然后将含透镜8的聚焦组件6拧入到光纤连接法兰7上；将阴极池10通过其底部突出的螺纹管拧入到阴极组件固定板13的螺孔中，将石墨的阴极导电体9嵌入到阴极池10的中心的孔中，并将其上部圆台的底边与阴极池10中央的平台压实，然后将样品溶液导管11旋入石墨阴极导电体9中心的孔内，连接废液导管12；通过x-y-z三维移动平台15底部的螺孔将其与u型外壳14固定；将安装好阴极组件的固定板13通过螺栓连接到x-y-z三维移动平台上；用4个螺栓将安装了阳极组建的顶盖5与u型支撑壳固定。

本实用新型提供一种可冲洗阳极的液体阴极辉光放电原子化器。本原子化器中，可通过清洗液导管对阳极实现自上而下快速、有效的冲洗，从而避免样品间的交叉污染；阴极组件可整体进行x-y-z三维调节，使阴极和阳极的对准简便，间距可调；光谱聚焦及传输组件安装在u型壳体上，保证了结构紧凑。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定保护范围。