一种用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置及方法与流程

本发明涉及一种进样排废预警装置，用于电感耦合等离子体源，尤其涉及用于电感耦合等离子体光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等。

背景技术：

1、电感耦合等离子体(icp)源作为光源和光谱仪使用，可组成电感耦合等离子体原子发射光谱仪(icp-oes)，或者作为离子源和质谱仪使用，可组成电感耦合等离子体质谱仪(icp-ms)。icp源的温度高、激发能力强、基体效应小，无论是作为光源还是离子源，都是优选的源，是仪器的关键部件。

2、icp源工作时，待分析样品通常以液体方式，由蠕动泵引入，然后样品溶液在雾化器中被雾化形成雾状的气溶胶。在雾室中，直径较大的气溶胶雾滴会碰撞到雾室内壁，沉降形成废液，直径较小的气溶胶雾滴会随着载气进入到等离子体中。雾室内的废液需要及时排出，否则会导致废液堵塞气溶胶的传输通道，废液会被载气吹到等离子体中导致仪器意外熄火，从而导致仪器部件的意外损伤。

3、若进样系统故障导致仪器长期没有样品导入等离子体，则会导致高纯氩气和系统电能的额外损耗。特别是当仪器是24小时连续不间断运行的时候，额外的系统损耗是比较突出的。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置及方法，用以解决上述现有技术存在的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置，包括：进样管路、雾化器、第一气泡传感器、第二气泡传感器、雾室、蠕动泵、排废管路、预警控制单元以及仪器控制单元，其中：

3、所述进样管路设置在一样品溶液与所述雾化器之间，所述雾化器安装在所述雾室上，所述雾化器将进样溶液喷射形成雾状的气溶胶，气溶胶被喷射进入所述雾室，所述雾室内的气溶胶的去向为以下(1)或(2)：

4、(1)气溶胶碰撞所述雾室内壁后沉降形成废液，废液经由所述排废管路排出所述雾室，

5、(2)气溶胶从所述雾室上的气溶胶出口进入等离子体中，

6、所述第一气泡传感器安装在所述进样管路上，所述雾室与所述排废管路连接，所述蠕动泵和所述第二气泡传感器安装在所述排废管路上，废液在所述蠕动泵的驱动下，经由所述排废管路排出所述雾室，

7、所述第一气泡传感器、所述第二气泡传感器均与所述预警控制单元连接，所述预警控制单元与所述仪器控制单元连接。

8、在本发明的一实施例中，所述雾化器为气动型雾化器，所述第一气泡传感器、所述第二气泡传感器为光电液体传感器。

9、本发明还提供了一种用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，该方法应用于上述用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置中，包括以下步骤：

10、所述第一气泡传感器、所述第二气泡传感器分别监测所述进样管路和所述排废管路的状态为有液还是无液，

11、所述预警控制单元记录所述进样管路为无液状态的持续时间t1、所述排废管路为无液状态的持续时间t2以及所述排废管路为有液状态的持续时间t3，所述预警控制单元通过边沿触发的方式对t1、t2、t3进行计数、复位、清零，通过时钟节拍的方式对t1、t2、t3进行计数累计；

12、当所述第一气泡传感器检测到所述进样管路状态从有液变为无液或者从无液变为有液时，所述预警控制单元将t1复位为0，在时钟节拍点到达时，若所述第一气泡传感器检测到所述进样管路为无液状态，则令t1＝t1+1；

13、当所述第二气泡传感器检测到所述排废管路状态从有液变为无液或者从无液变为有液时，所述预警控制单元将t2、t3均复位为0，在时钟节拍点到达时，若所述第二气泡传感器检测到所述排废管路为无液状态，则令t2＝t2+1，若所述第二气泡传感器检测到所述排废管路为有液状态，则令t3＝t3+1；

14、所述预警控制单元将t1、t2、t3实时上传至所述仪器控制单元，所述仪器控制单元根据监测到的数据执行相应的处理。

15、在本发明的一实施例中，时钟节拍的周期介于0.01s～10s之间。

16、在本发明的一实施例中，所述仪器控制单元设有第一阈值t10，所述预警控制单元设有第二阈值t11，

17、当监测到t1>t10时，所述仪器控制单元向用户报警提示所述进样管路无液状态持续时间异常，用户需要检查装置的进样状况，并做相应故障处理，

18、当监测到t1>t11时，所述预警控制单元向所述仪器控制单元发送熄火指令，使装置进入熄火待机状态。

19、在本发明的一实施例中，所述第一阈值t10介于20s～200s之间，所述第二阈值t11>t10且所述第二阈值t11介于200s～7200s之间。

20、在本发明的一实施例中，所述仪器控制单元设有第三阈值t20，所述预警控制单元设有第四阈值t21，

21、当监测到t2>t20时，所述仪器控制单元向用户报警提示所述排废管路无液状态持续时间异常，用户需要检查装置的进样状况和排废状况，并做相应故障处理，

22、当监测到t2>t21时，所述预警控制单元向所述仪器控制单元发送熄火指令，使装置进入熄火待机状态。

23、在本发明的一实施例中，所述第三阈值t20介于50s～600s之间，所述第四阈值t21>t20且t21介于300s～7200s之间。

24、在本发明的一实施例中，所述仪器控制单元设有第五阈值t30，所述预警控制单元设有第六阈值t31，

25、当监测到t3>t30时，所述仪器控制单元向用户报警提示所述进样管路有液状态持续时间异常，用户需要检查装置的进样状况和排废状况，并做相应故障处理；

26、当监测到t3>t31时，所述预警控制单元向所述仪器控制单元发送熄火指令，使装置进入熄火待机状态。

27、在本发明的一实施例中，所述第五阈值t30介于10s～600s之间，所述第六阈值t31>t30且t31介于100s～3600s之间。

28、本发明提供的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置及方法使用的是气泡传感器，可加装嵌入传统的icp源的进液管路和排液管路，不需要额外改动传统icp源的进样排废管路系统，应用非常简便，成本低。本发明用时间计数的方法对进液管路和排液管路进行状态监控预警，性能稳定，可靠性高，可有效解决进样异常和排废异常带来的风险问题。

技术特征：

1.一种用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置，其特征在于，包括：进样管路、雾化器、第一气泡传感器、第二气泡传感器、雾室、蠕动泵、排废管路、预警控制单元以及仪器控制单元，其中：

2.根据权利要求1所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置，其特征在于，所述雾化器为气动型雾化器，所述第一气泡传感器、所述第二气泡传感器为光电液体传感器。

3.一种用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，该方法应用于权利要求1～2任一项所述的装置中，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，其特征在于，时钟节拍的周期介于0.01s～10s之间。

5.根据权利要求3所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，其特征在于，所述第一阈值t10介于20s～200s之间，所述第二阈值t11>t10且所述第二阈值t11介于200s～7200s之间。

7.根据权利要求4所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，其特征在于，所述仪器控制单元设有第三阈值t20，所述预警控制单元设有第四阈值t21，

8.根据权利要求7所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，其特征在于，所述第三阈值t20介于50s～600s之间，所述第四阈值t21>t20且t21介于300s～7200s之间。

9.根据权利要求4所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，其特征在于，所述仪器控制单元设有第五阈值t30，所述预警控制单元设有第六阈值t31，

10.根据权利要求9所述的用于电感耦合等离子体源的进样排废预警方法，其特征在于，所述第五阈值t30介于10s～600s之间，所述第六阈值t31>t30且t31介于100s～3600s之间。

技术总结
本发明公开一种用于电感耦合等离子体源的进样排废预警装置和方法，该装置包括：进样管路、雾化器、第一气泡传感器、第二气泡传感器、雾室、蠕动泵、排废管路、预警控制单元以及仪器控制单元，其中：进样管路设置在一样品溶液与雾化器之间，雾化器安装在雾室上，雾化器将进样溶液喷射形成雾状的气溶胶，气溶胶被喷射进入雾室，雾室内的气溶胶的去向为由排废管路排出雾室或从雾室上的气溶胶出口进入等离子体中，第一气泡传感器安装在进样管路上，雾室与排废管路连接，蠕动泵和第二气泡传感器安装在排废管路上，废液在蠕动泵的驱动下，经由排废管路排出雾室，第一气泡传感器、第二气泡传感器均与预警控制单元连接，预警控制单元与仪器控制单元连接。

技术研发人员：唐兴斌,刘金晶,黄立尊,肖喜平,陈磊,尤亮,王娟,李富超,闫辛未
受保护的技术使用者：北京莱伯泰科仪器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11