[发明专利]一种便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪及其实施方法

说明书

本发明涉及一种便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪及其实施方法，所述便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪主要包括样品引入系统、激发光源、检测系统、供能系统、控制显示系统。所述激发光源为常压辉光放电微等离子体，其在常压下能维持稳定的辉光放电微等离子体。所述常压辉光放电微等离子体由直流高压驱动，主要包括高压模块、感光反馈模块、两个固体电极、石英管套和塑料密封套。本发明使用常压辉光放电微等离子体激发光源能很好的满足光谱仪的微型化便携式发展要求，所述便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪具有稳定性好、灵敏度高、效率高、体积小、成本低、环境友好等特点，能够满足现场分析中对金属及非金属元素的快速检测需求。

技术领域

本发明属于分析仪器发射光谱领域，尤其涉及一种便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪。

背景技术

发射光谱分析法是地质、环境等科学领域中元素含量检测十分常用的分析技术，也是生态建设和环境保护的重要手段。实验室分析中大型光谱分析仪器能够实现元素的稳定、准确、高灵敏检测，但因其高气耗、高功耗、体积大等缺点往往只能在实验室进行分析检测无法满足野外现场分析检测的需求。

芯片实验室(lab on a chip)及微全分析系统(micro total analysis system，μ-TAS)的概念的提出，对分析手段和仪器的智能化、节能化、便捷化和野外现场分析等提出更高要求，发射光谱仪器需要更加绿色节能、高效廉价及便捷化等。新型激发光源的研究和开发是发展此类高效廉价的小型化、高灵敏度、低功耗、低气耗、便携式专用仪器的有效途径。其中，微等离子体激发光源由于体积小、功率低、气体消耗低等优点备受关注。

微等离子激发光源主要包括介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，DBD)、液体阴极放电(solution cathode glow discharge，SCGD)和固体电极辉光放电等。如发明专利授权公告号CN 101330794 B、CN 102445445 B、CN 102866224 B、CN 103760138B等激发光源为DBD放电；发明专利授权公告号CN 102288594 B，申请公布号CN 103969244A、CN 105675585 A、CN 106596515A等激发光源为液体阴极放电；发明专利授权公告号CN103776818 B、CN 104254188 B，申请公布号CN 106290210 A等激发光源为固体电极辉光放电。因此，基于微等离子体激发光源发展小型化/微型化发射光谱分析仪器潜力巨大。

发明内容

为了解决现有技术的不足及满足野外现场检测的需求，本发明提供了一种基于固体电极常压辉光放电微等离子体激发光源的便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪。所述便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪具有成本低、易于制造、体积小、重量轻、效率高、稳定性好、灵敏度高及多元素同时检测等特点，可用于痕量重(类)金属元素和非金属元素检测，为生态建设和环境保护提供高效、廉价、可靠及高灵敏度的野外现场分析检测手段。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪，包括样品引入系统、激发光源、检测系统、供能系统、控制显示系统，其中所述激发光源为常压辉光放电微等离子体，其特征在于：所述样品引入系统用于引入待检测的样品；所述常压辉光放电微等离子体为蒸发、解离和激发所述样品提供能量，并产生特征辐射信号，其包括高压模块、感光反馈模块、两个固体电极、石英管套和塑料密封套，所述高压模块用于提供高压电流，所述感光反馈模块用于实时监控及反馈所述常压辉光放电微等离子体的工作状态，所述石英管连接两个固体电极，所述塑料密封套用于固定并密封所述固体电极；所述检测系统用于检测所述样品，其与所述控制显示系统连接，并受所述控制显示系统控制；所述供能系统分别与所述激发光源、所述检测系统和所述控制显示系统连接，并为其供电；所述控制显示系统用于控制所述便携式常压辉光放电微等离子体光谱仪的运行、数据处理和结果显示。