[发明专利]有可调喷射器的等离子喷管和使用该喷管的气体分析仪

说明书

本发明涉及到一种等离子喷管，它用于激励气种，以便对该气体进行分析。

本发明还涉及到一种使用上述等离子喷管的气体分析仪。

目前，气体分析技术是诸如过滤、水解或喷洒之类的间接技术，在这种技术中，于进行分析之前从气体中抽出浓度要加以确定的杂质。

因此，例如，过滤分析技术使用了一种对要加以分析的气体进行过滤的薄膜，以便挡住前述气体包含的杂质。然后，将这些杂质溶解在酸溶液中再例如用光谱测量法加以分析，以便确定所述杂质的特性和浓度。

这些通常的分析技术具有多种缺陷。

首先，由于这些技术的特征，特别是由于存在有抽取要加以分析的颗粒的这样一个步骤，故这些技术不能连续地适用于一定质量的要加以分析的气体。

而且，这些技术会给出相对不精确的结果，因为，这些技术只能获得与样本总量相对应的平均浓度值。所以，这些技术不能检测到瞬时浓度变化。

此外，某些杂质颗粒可能呈挥发性化合物的形式，用前述技术无法从所述气体中抽取出这些挥发性化合物。因此，可能会对所获得的结果估计不足。

最后，上述技术具有污染所述气体这样并非是不显著的危险并且需要有较复杂的设备。

业已试图用直接气体分析技术来克服这些缺陷。

依照这种技术，将要加以分析的气体样本输入进诸如等离子之类的能将存在于所述样本中的化学物质分解成自由原子然后激励并有选择地使所获得的原子离子化的热源。然后，通过测定受激原子所发射出的各种波长来检测所述原子，或者，若受激原子被离子化，则通过测定它们的质量来检测所述原子。

尽管这种技术能连续地对气体进行分析，但这种技术仍具有多种缺陷，这特别是由于用来生成所述等离子的感应器附近的洛仑兹力作用所导致的气体循环运动。

所述循环运动会使气体到达等离子的边缘并使得分解产物沉积在喷管上从而使该喷管受到不希望有的污染，这就会阻碍光学检测并且会改变电感线圈与等离子之间的能量传递。

而且，在上述边缘区域流动的气体会受到较少的激励，从而会降低测定的精确性。

本申请人对这一主题进行的研究业已证明，随要加以分析的气体性质的不同(例如，根据所分析的气体是或不是双原子气体)，在将要加以分析的气体输入进等离子时，存在有将所述等离子吹跑的主要危险。

本发明的目的是克服上述缺陷。

所以，本发明的内容具体是一种等离子喷管，它用于激励气体以便对该气体进行分析，所述喷管包括：一喷射器，它具有呈总管形式的结构，以便与一气源相连，该气源用于提供要加以分析的气体；以及，一外部柱形套管，它具有双层壁面、与所述喷射器相共轴并且在该套管的连续内部与外部壁面之间限定了一柱形环状通道，该通道用于提供等离子气体，所述套管用于与相应的供给源相连，以便在所述套管的出口处生成等离子；所述喷管的特征在于：前述喷射器的直径是可变的。

本发明的等离子喷管还包括一个或多个下述特征：

-所述喷射器的直径是可变的，该直径通过采用下列结构而具有至少两个值，所述结构是：喷射器由至少两个共轴的导管即一个是内部导管另一个是外部导管构成，内部导管能在外部导管内垂直滑动；

-依照本发明的一个实施例，所述喷射器的直径在0.8至3mm的范围内；

-依照本发明的一个实施例，所述喷射器的直径在1.3至2mm的范围内；

-所述喷射器包括一辅助外侧导管，它与上述总管相共轴并限定了两个共轴的通道即内部和外部共轴通道，这两个通道中的一个用于将要加以分析的气体提供给喷管，另一个用于将用来在等离子中引导要加以分析的气体的气体提供给所述喷管。

-所述等离子气体和/或所述引导气体包括氩或氦或者能形成等离子的任何其它气体或这些气体的混合体；

-所述套管的外部壁面构成了上述喷管的外部壁面；

-所述喷管包括一线圈，它放置在该喷管的外部壁面的端面附近并与一高频电源相连，以便在等离子气体的路径内形成一电磁场并在所述气体内形成所说的等离子；

-所述喷管还包括一中间柱形导管，它与上述套管相共轴并且在该套管的内部壁面与外部壁面之间位于该套管的内侧，所述中间柱形导管与所述套管的外部壁面限定了一通道，它用于提供气体，该气体用于将喷管的内部壁面的内表面与固体沉积物隔离开；

-所述用于提供隔离气体的通道构成了这样一种通道，它用于提供包含化合物的气体，所述化合物适于与易于形成在喷管的外部壁面上的固体沉积物相反应，以便形成挥发性化合物。