[发明专利]一种双气道自泄压单模微波反应系统

说明书

一种双气道自泄压单模微波反应系统，属分析仪器领域。包括单模腔组件和单模密封盖组件；在单模腔组件、单模密封盖组件中，设置一个排酸气道和一个冷却气道；排酸气道在工作时保持开启状态，将试管泄压及工作过程中产生的酸气快速抽离；当系统处于加热及保温时冷却气道关闭，实现单模腔组件及试管组件的保温；当系统进入冷却时冷却气道内输入高速冷却气流，对单模腔组件及试管组件进行冷却，实现单模腔组件及试管组件的快速冷却。其通过分别设置单独的排酸气道和冷却气道，将全自动微波消解装置中的冷却功能和排酸功能区分开，以解决因陶瓷或玻璃等材质的试管散热太快导致的升温困难。适用于微波消解仪的设计制造领域。

技术领域

本发明属于分析仪器领域，尤其涉及一种用于化学分析的微波反应系统。

背景技术

微波消解作为样品前处理的主要处理手段，样品在经过微波消解处理后，经过赶酸定容等处理，直接上样到AAS(Atomic Absorption Spectrometry，原子吸收光谱)或HPLC(High Performance Liquid Chromatography，高效液相色谱)等进行检测。

随着样品检测量的不断增加以及对检验精度，重复性及可靠性等需求的不断提高。微波消解设备也衍生出各种不同的消解原理以适应不同需求。

目前消解设备主要有三大类：常规多模腔体式消解仪、单模腔体式消解仪和预加压腔体式消解仪：

1、多模腔体式消解仪：主要特点是腔体大，多模腔可以加装1个或多个磁控管，单批次消解数量从6罐一批48罐一批不等。虽然单批消解量得到很大提升，但多模腔带来的微波场强不均匀以及罐数多带来的温度监控困难等，导致这类消解仪在罐子间温度均匀性方面比较难以控制。同时微波消解属于高温高压反应，罐子数量的增多一方面使得操作人员劳动强度不断增加，另一方面也增加了爆罐等安全风险。虽然后来出现了自动泄压消解罐，但只解决了爆罐问题，消解的不均匀及操作人员繁重的劳动强度问题依然存在。

2、单模腔体式消解仪：主要特点是腔体小，对于微波来说，在一个有边界条件限制的空间(例如谐振腔)内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k的平面单色驻波。这种能够存在于腔内的驻波(以波矢k为标志)称为腔内电磁波的模式。一种模式是电磁波运动的一种类型，不同模式以不同的k区分。任意电磁场可看作是一系列单色平面电磁波的线性叠加，或一系列电磁波的本证模式的叠加。在微波应用中，拥有一系列平面电磁波叠加的腔体即称为多模腔体，其腔体内的电磁波模式多且分布不规则，相互叠加，使用时无法确定其分布规律，很难对其进行控制。所以在实际使用中，使用尺寸可与波长相比拟的封闭谐振腔选择模式，利用自由电子和电磁波相互作用对单模电磁场进行放大，使腔内某一特定模式增加而其他所有模式很少，即为单模。相比多模腔体，单模腔体能在这一特定的腔体内形成规则稳定的电磁波模式，提供较高能量用于加热，而且由于其分布规律稳定，能对其进行很好的功率控制。目前消解仪使用的微波频率是2450MHz,对应的波长是122mm，所以单模腔体尺寸也只能做到122mm附近，一般使用一个磁控管，一个腔体内只放一个样品。虽然其尺寸小，但其控温准确，重复性好，安全性高，多个并排使用也能提高消解效率，所以特别适用于全自动微波消解仪。

3、预加压腔体式消解仪：预加压腔体式消解仪在行业内又称超级微波消解仪，主要特点是在微波加热前需要对微波腔进行4MPa左右的预加压。腔体内需预先加入一定量的水，样品放入非密闭性试管，试管下半部分区域浸入腔体内预置的水里。实际工作时，微波主要是对腔体内水进行加热，通过水来保证样品间温度的均匀性。这类消解仪的优点是腔体耐压高，可以处理一些比较难消解的样品，缺点是试管不密闭，同一批试管有交叉污染风险，腔体内的水需要定期更换，试管转移容易出现水的滴落，需要外接高压氮气等。