專(zhuān)利名稱(chēng)：便攜式原子熒光光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原子光譜分析儀器中的原子熒光光譜儀領(lǐng)域，尤其是涉及用于現(xiàn)場(chǎng)重金屬檢測(cè)的便攜式原子熒光光譜儀。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，環(huán)境污染突發(fā)事件層出不窮，對(duì)污染現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急檢測(cè)需求也日益凸顯，同時(shí)對(duì)檢測(cè)方法的靈敏度和檢出限的要求也越來(lái)越高。砷(As)、鎘(Cd)、鉛 (Pb)和汞(Hg)等重金屬檢測(cè)是應(yīng)急檢測(cè)的重中之重。目前，該類(lèi)污染物的檢測(cè)主要采用比色法和電化學(xué)的方法進(jìn)行檢測(cè)，具有檢測(cè)靈敏度低，抗干擾能力差和選擇性不強(qiáng)等缺點(diǎn)，在用于重金屬應(yīng)急污染檢測(cè)上存在很大的局限性。原子熒光光譜儀具有運(yùn)行成本低，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)的各個(gè)行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。常規(guī)原子熒光光譜儀屬于實(shí)驗(yàn)室大型分析儀器，較大的平均功耗、 體積和重量導(dǎo)致其無(wú)法被攜帶到污染現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)急檢測(cè)。在實(shí)現(xiàn)體積、重量和功耗的大幅下降后，小型、輕量和低功耗的便攜式原子熒光光譜儀能夠被直接攜帶到分析現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)重金屬高靈敏度檢測(cè)的迫切需求。目前全球市場(chǎng)還沒(méi)有便攜式原子熒光光譜儀上市，也沒(méi)有與便攜式原子熒光光譜儀相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)存在。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室使用的大型原子熒光儀器無(wú)法被攜帶到分析現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)的問(wèn)題，提供一種便攜式原子熒光光譜儀，實(shí)現(xiàn)原子熒光光譜儀的小型化和便攜化， 達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的目的。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種便攜式原子熒光光譜儀，包括第一隔膜泵和第二隔膜泵，所述第一隔膜泵的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與樣品杯相連，其排液口與存樣環(huán)的一端相連；所述第二隔膜泵的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與還原劑杯相連，其排液口與存樣環(huán)的另一端通過(guò)混合三通相連；微型儲(chǔ)氣罐的出口與質(zhì)量流量控制器連接，所述質(zhì)量流量計(jì)的出口和混合三通的出口分別與氣液分離器的入口相連接，所述氣液分離器的出口與原子化器的入口相連接；空心陰極燈發(fā)出的光經(jīng)第一雙凸透鏡匯聚后，聚焦在原子化器的正上方， 焦點(diǎn)處產(chǎn)生的熒光經(jīng)過(guò)第二雙凸透鏡聚焦在光電倍增管的光陰極面上。其中，用于便攜式原子熒光光譜儀流路系統(tǒng)漏液監(jiān)測(cè)的漏液傳感器安裝于由所述第一隔膜泵和第二隔膜泵組成的進(jìn)樣平臺(tái)上。其中，用于便攜式原子熒光光譜儀火焰點(diǎn)燃狀態(tài)監(jiān)測(cè)的火焰?zhèn)鞲衅靼惭b于原子化器的上方。其中，用于便攜式原子熒光光譜儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)地點(diǎn)位置確定的GPS定位模塊和用于便攜式原子熒光光譜儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)腉PRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊安裝于便攜式原子熒光光譜儀的光學(xué)基板上。[0011]其中，用于便攜式原子熒光光譜儀在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)顛簸及震動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)傳感器安裝于便攜式原子熒光光譜儀的光學(xué)基板上，用于判斷便攜式原子熒光光譜儀工作現(xiàn)場(chǎng)溫度和濕度是否能夠滿(mǎn)足分析要求的溫濕度傳感器安裝于便攜式原子熒光光譜儀的光學(xué)基板上。其中，供電電池安裝于便攜式原子熒光光譜儀光學(xué)基板的下方，供電電池為鋰離子電池，容量為0. 5Ah 3Ah。其中，所述第一隔膜泵和第二隔膜泵的流量為OmL/min 50mL/min，功率為 0. 2W 21其中，所述存樣環(huán)為聚四氟乙烯毛細(xì)管，內(nèi)徑為0.5mm 1.5mm，長(zhǎng)度為IOcm 200cm。其中，所述空心陰極燈發(fā)出的光經(jīng)第一雙凸透鏡匯聚后，聚焦在原子化器的正上方，距離原子化器11上邊緣的高度為3mm 7mm。其中，所述第一雙凸透鏡和第二雙凸透鏡直徑為3mm 15_，焦距為5mm 10_， 光電倍增管為日盲型，響應(yīng)波長(zhǎng)為160nm 320nm。本實(shí)用新型采用微型化、輕量化和低功耗設(shè)計(jì)，能夠被直接攜帶到污染現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行砷、汞、鉛、鎘等重金屬元素的痕量及超痕量分析，解決了原子熒光光譜儀無(wú)法攜帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)的難題，為污染應(yīng)急處理提供及時(shí)可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型通過(guò)傳感器對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行智能化監(jiān)測(cè)，通過(guò)GPS模塊確定測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確地理位置，通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)了分析數(shù)據(jù)的及時(shí)遠(yuǎn)程傳輸。

圖1為本實(shí)用新型的示意圖附圖標(biāo)記說(shuō)明樣品杯1 ；第一隔膜泵2 ；第二隔膜泵3 ；漏液傳感器4 ；存樣環(huán)6 ；還原劑杯5 ；存樣環(huán)6 ；微型儲(chǔ)氣罐7 ；壓力傳感器8 ；質(zhì)量流量控制器9 ；氣液分離器10 ；原子化器11 ；火焰?zhèn)鞲衅?2 ；空心陰極燈13 ；凸透鏡14 ；凸透鏡15 ；光電倍增管16 ；GPS定位模塊17 ；GPRS 數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊18 ；振動(dòng)傳感器19 ；溫濕度傳感器20 ；供電電池21。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的形狀、構(gòu)造以及特點(diǎn)能夠更好地被理解，以下將列舉較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室使用的大型原子熒光儀器無(wú)法被攜帶到分析現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)的問(wèn)題，提供一種便攜式原子熒光光譜儀，實(shí)現(xiàn)原子熒光光譜儀的小型化和便攜化， 達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的目的。圖1中所示的便攜式原子熒光光譜儀由樣品杯1、第一隔膜泵2、第二隔膜泵3、漏液傳感器4、存樣環(huán)6、還原劑杯5、存樣環(huán)6、微型儲(chǔ)氣罐7、壓力傳感器8、質(zhì)量流量控制器 9、氣液分離器10、原子化器11、火焰?zhèn)鞲衅?2、空心陰極燈13、凸透鏡14、凸透鏡15、光電倍增管16、GPS定位模塊17、GPRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊18、振動(dòng)傳感器19、溫濕度傳感器20 和供電電池21等組成。[0024]第一隔膜泵2的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與樣品杯1相連，其排液口與存樣環(huán)6的一端相連；第二隔膜泵3的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與還原劑杯5相連，其排液口與存樣環(huán)6的另一端通過(guò)混合三通相連。第一隔膜泵2和第二隔膜泵3的流量為OmL/min 50mL/min，功率為 0. 2W 2W。存樣環(huán)6為聚四氟乙烯毛細(xì)管，內(nèi)徑為0. 5mm 1. 5mm，長(zhǎng)度為IOcm 200cm。微型儲(chǔ)氣罐7的出口與壓力傳感器8和質(zhì)量流量控制器9依次連接，微型儲(chǔ)氣罐 7的容量為IOOcm3 1000cm3，壓力傳感器8監(jiān)測(cè)范圍在0. 05MPa 0. 5MPa。質(zhì)量流量計(jì)9 的出口和混合三通的出口分別與氣液分離器10的入口相連接，質(zhì)量流量控制器9監(jiān)測(cè)范圍在50 500mL/min。氣液分離器10的出口與原子化器11的入口相連接?？招年帢O燈13發(fā)出的光經(jīng)第一雙凸透鏡14匯聚后，聚焦在原子化器11的正上方，距離原子化器11上邊緣的高度為3mm 7mm。原子化器11的排液方式為自動(dòng)排液，無(wú)需外力抽取。焦點(diǎn)處產(chǎn)生的熒光經(jīng)過(guò)第二雙凸透鏡15聚焦在光電倍增管16的光陰極面上。 第一雙凸透鏡14和第二雙凸透鏡15直徑為3mm 15mm，焦距為5mm 10mm。光電倍增管 16為日盲型，響應(yīng)波長(zhǎng)為160nm 320nm。漏液傳感器4安裝于由第一隔膜泵2和第二隔膜泵3組成的進(jìn)樣平臺(tái)上，用于便攜式原子熒光光譜儀流路系統(tǒng)漏液的監(jiān)測(cè)?；鹧?zhèn)鞲衅?2安裝于原子化器11的上方，用于便攜式原子熒光光譜儀火焰點(diǎn)燃狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。GPS定位模塊17、GPRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊 18、振動(dòng)傳感器19、溫濕度傳感器20安裝于便攜式原子熒光光譜儀的光學(xué)基板上。GPS定位模塊17用于便攜式原子熒光光譜儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)地點(diǎn)位置的確定，GPRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊 18用于便攜式原子熒光光譜儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，振動(dòng)傳感器19用于便攜式原子熒光光譜儀在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)顛簸及震動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，溫濕度傳感器20用于判斷便攜式原子熒光光譜儀工作現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度是否能夠滿(mǎn)足分析要求。供電電池21安裝于光譜儀光學(xué)基板的下方，供電電池21為鋰離子電池，容量為0. 5Ah 3Ah。光譜儀工作時(shí)，過(guò)程如下(1)第一隔膜泵2自樣品杯1中吸取樣品，并保存在存樣環(huán)6中；(2)第二隔膜泵3自還原劑杯2中同步吸取硼氫化鉀；(3)第一隔膜泵2吸取載流，推動(dòng)存樣環(huán)6中的樣品與第二隔膜泵3吸取的硼氫化鉀混合，進(jìn)行蒸氣發(fā)生反應(yīng)后，進(jìn)入氣液分離器10，進(jìn)行氣液分離；(4)微型儲(chǔ)氣罐7提供的氬氣經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量控制器9定量輸出后，將經(jīng)過(guò)氣液分離后的氣態(tài)物質(zhì)攜帶進(jìn)入原子化器11進(jìn)行原子化；(5)氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò)原子化為基態(tài)原子后，在空心陰極燈13的照射下發(fā)出共振熒光，為光電倍增管16所接收；(6)依據(jù)熒光信號(hào)的強(qiáng)弱可以達(dá)到定量檢測(cè)的目的；(7)漏液傳感器4用于監(jiān)測(cè)液體進(jìn)樣及流路系統(tǒng)的密封狀態(tài)；火焰?zhèn)鞲衅?2用于監(jiān)測(cè)原子化器11火焰的點(diǎn)燃狀態(tài)；振動(dòng)傳感器19用于判斷儀器是否處于影響正常工作的振動(dòng)或顛簸狀態(tài)；溫濕度傳感器20用于判斷工作現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度是否能夠滿(mǎn)足分析要求；GPS模塊17能夠提供所在位置的經(jīng)緯度信息，用于分析現(xiàn)場(chǎng)位置的確定；GPRS模塊18 用于將現(xiàn)場(chǎng)分析數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送到接收終端上。本實(shí)用新型采用微型化、輕量化和低功耗設(shè)計(jì)，能夠被直接攜帶到污染現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行砷、汞、鉛、鎘等重金屬元素的痕量及超痕量分析，解決了原子熒光光譜儀無(wú)法攜帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)的難題，為污染應(yīng)急處理提供及時(shí)可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型通過(guò)傳感器對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行智能化監(jiān)測(cè)，通過(guò)GPS模塊確定測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確地理位置，通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)了分析數(shù)據(jù)的及時(shí)遠(yuǎn)程傳輸。 以上對(duì)本實(shí)用新型的描述是說(shuō)明性的，而非限制性的，本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，包括第一隔膜泵和第二隔膜泵，所述第一隔膜泵的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與樣品杯相連，其排液口與存樣環(huán)的一端相連；所述第二隔膜泵的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與還原劑杯相連，其排液口與存樣環(huán)的另一端通過(guò)混合三通相連；微型儲(chǔ)氣罐的出口與質(zhì)量流量控制器連接，所述質(zhì)量流量計(jì)的出口和混合三通的出口分別與氣液分離器的入口相連接，所述氣液分離器的出口與原子化器的入口相連接；空心陰極燈發(fā)出的光經(jīng)第一雙凸透鏡匯聚后，聚焦在原子化器的正上方，焦點(diǎn)處產(chǎn)生的熒光經(jīng)過(guò)第二雙凸透鏡聚焦在光電倍增管的光陰極面上。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，用于便攜式原子熒光光譜儀流路系統(tǒng)漏液監(jiān)測(cè)的漏液傳感器安裝于由所述第一隔膜泵和第二隔膜泵組成的進(jìn)樣平臺(tái)上。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，用于便攜式原子熒光光譜儀火焰點(diǎn)燃狀態(tài)監(jiān)測(cè)的火焰?zhèn)鞲衅靼惭b于原子化器的上方。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，用于便攜式原子熒光光譜儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)地點(diǎn)位置確定的GPS定位模塊和用于便攜式原子熒光光譜儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)腉PRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊安裝于便攜式原子熒光光譜儀的光學(xué)基板上。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，用于便攜式原子熒光光譜儀在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)顛簸及震動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)傳感器安裝于便攜式原子熒光光譜儀的光學(xué)基板上，用于判斷便攜式原子熒光光譜儀工作現(xiàn)場(chǎng)溫度和濕度是否能夠滿(mǎn)足分析要求的溫濕度傳感器安裝于便攜式原子熒光光譜儀的光學(xué)基板上。
6.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，供電電池安裝于便攜式原子熒光光譜儀光學(xué)基板的下方，供電電池為鋰離子電池，容量為0. 5Ah 3Ah。
7.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，所述第一隔膜泵和第二隔膜泵的流量為OmL/min 50mL/min，功率為0. 2W 2W。
8.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，所述存樣環(huán)為聚四氟乙烯毛細(xì)管，內(nèi)徑為0. 5mm 1. 5mm,長(zhǎng)度為IOcm 200cm。
9.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，所述空心陰極燈發(fā)出的光經(jīng)第一雙凸透鏡匯聚后，聚焦在原子化器的正上方，距離原子化器11上邊緣的高度為 3mm 7mm0
10.如權(quán)利要求1所述的便攜式原子熒光光譜儀，其特征在于，所述第一雙凸透鏡和第二雙凸透鏡直徑為3mm 15mm，焦距為5mm 10mm，光電倍增管為日盲型，響應(yīng)波長(zhǎng)為 160nm 320nmo
專(zhuān)利摘要一種便攜式原子熒光光譜儀，包括第一隔膜泵和第二隔膜泵，所述第一隔膜泵的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與樣品杯相連，其排液口與存樣環(huán)的一端相連；所述第二隔膜泵的進(jìn)液口通過(guò)吸液管與還原劑杯相連，其排液口與存樣環(huán)的另一端通過(guò)混合三通相連；微型儲(chǔ)氣罐的出口與質(zhì)量流量控制器連接，所述質(zhì)量流量計(jì)的出口和混合三通的出口分別與氣液分離器的入口相連接，所述氣液分離器的出口與原子化器的入口相連接；空心陰極燈發(fā)出的光經(jīng)第一雙凸透鏡匯聚后，聚焦在原子化器的正上方，焦點(diǎn)處產(chǎn)生的熒光經(jīng)過(guò)第二雙凸透鏡聚焦在光電倍增管的光陰極面上。本實(shí)用新型針實(shí)現(xiàn)原子熒光光譜儀的小型化和便攜化，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的目的。
文檔編號(hào)G01N21/64GK202305409SQ201120381258
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者侯?lèi)?ài)霞, 張錦茂, 楊名名, 梁敬, 王慶, 董芳, 陳璐 申請(qǐng)人:北京瑞利分析儀器有限公司