一种等离子体拉曼原位池的制作方法

本技术涉及光谱仪器附件及仪器分析的，具体涉及一种等离子体拉曼原位池。

背景技术：

1、在光谱分析领域，等离子体拉曼光谱技术因能实时捕捉物质在等离子体作用下的分子结构变化，被广泛应用于材料科学、催化反应、环境监测等研究领域。而等离子体拉曼原位池作为该技术的核心附件，其性能直接决定了实验数据的准确性、稳定性与可靠性。

2、然而，现有技术中的等离子体拉曼原位池存在诸多亟待解决的问题：

3、密封性能差：多数原位池采用简单的盖体扣合结构，难以实现气密封，导致实验过程中反应气体易泄漏，不仅影响等离子体的稳定生成，还可能引入外界杂质干扰拉曼信号检测，尤其在涉及有毒、易燃或稀有气体的实验中，安全性与实验精度均无法保障。

4、气体控制精度低：现有原位池的进气与出气通道设计不合理，多为非平行开口或单一通道结构，导致反应气体在池内分布不均，无法形成稳定的气流环境，进而影响等离子体与样品的均匀作用，造成实验重复性差。

5、放电稳定性不足：正极与负极的结构设计缺乏合理的绝缘与防护措施，一方面易出现电极间漏电现象，导致等离子体放电不稳定；另一方面，电极直接暴露在反应环境中，易被腐蚀或污染，缩短使用寿命，同时电极表面的杂质还会干扰拉曼光谱信号。

6、观测与检测受限：部分原位池的盖体采用非透明材质，或透明盖体与电极、样品的相对位置设计不当，导致拉曼激光无法精准聚焦于等离子体作用区域，且无法实时观测池内反应状态；此外，电极结构设计不合理还可能遮挡拉曼信号采集路径，降低信号强度与检测灵敏度。

7、拆装与维护不便：现有原位池的盖体固定方式多为螺栓直接紧固或卡扣连接，拆装过程繁琐，且反复拆装易导致密封件磨损，进一步降低密封性能；同时，电极与绝缘部件的装配结构复杂，维护时需整体拆解，操作难度大。

8、这些问题严重制约了等离子体拉曼光谱技术的应用拓展，亟需一种密封可靠、气体控制精准、放电稳定且便于观测与维护的等离子体拉曼原位池。

技术实现思路

1、为此，本实用新型提供一种等离子体拉曼原位池，以解决现有技术中的上述问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、根据本实用新型的第一方面，一种等离子体拉曼原位池，包括本体组件、正极内杆、负极圆环、石英外罩一、石英外罩二以及盖体组件；所述本体组件顶部开设有环形样品池，所述负极圆环同轴套设在所述环形样品池的内壁且与内壁紧密贴合，所述正极内杆垂直设置在所述负极圆环的圆心处，所述石英外罩一沿轴向套设在所述正极内杆的外壁，所述石英外罩二沿轴向套设在所述负极圆环的内壁，所述盖体组件可拆卸密封在所述环形样品池的顶部开口，且所述盖体组件与环形样品池顶部形成气密封结构。

4、进一步地，所述本体组件包括底座、出气口、进气口、正极接线柱以及负极接线柱；所述环形样品池设置在所述底座的上方，所述底座靠近所述环形样品池的外周开设有环形容纳槽，所述盖体组件的底部嵌入所述环形容纳槽内并与容纳槽内壁密封配合；所述底座内部开设有出气通道和进气通道，所述出气口开设在底座侧壁并通过出气通道与环形样品池连通，所述进气口开设在底座侧壁并通过进气通道与环形样品池连通，且所述出气通道和进气通道在环形样品池内的开口平行设置；所述正极接线柱和负极接线柱分别嵌设在底座两侧，所述正极接线柱的穿过底座后与正极内杆的底部电连接，所述负极接线柱的顶端穿过底座后与负极圆环的底部电连接。

5、进一步地，所述盖体组件包括池帽压片、池帽和橡胶圈；所述橡胶圈为环形结构，所述橡胶圈的一侧紧密贴合在所述池帽的底壁边缘，所述橡胶圈的另一侧紧密贴合在所述环形样品池的顶部开口端面上；所述环形样品池两侧的底座上分别设有滑动导向结构，两个所述池帽压片分别滑动设置在滑动导向结构上，且两个池帽压片相对的一侧压合在所述池帽的顶部两侧，使所述池帽通过橡胶圈将环形样品池顶部开口密封。

6、进一步地，所述滑动导向结构为开设在底座上的螺纹孔，所述池帽压片上开设有沿滑动方向延伸的长条状滑孔，所述池帽压片通过紧固螺丝穿设所述滑孔后与底座的螺纹孔螺纹连接，旋紧紧固螺丝可将所述池帽压片固定在底座上。

7、进一步地，所述石英外罩一的顶部一体成型为半球形结构，所述半球形结构的顶端高于所述正极内杆的顶端，且所述石英外罩一的内壁与正极内杆的外壁之间留有 0.1~0.5mm 的间隙；所述石英外罩二的顶端与环形样品池的顶部开口齐平，所述石英外罩二的内壁与所述环形样品池的内壁齐平。

8、进一步地，所述池帽为透明石英材质制作而成的一体成型结构，所述橡胶圈为氟橡胶材质制作而成的一体成型结构。

9、进一步地，所述正极内杆为中心通孔的柱体结构。

10、本实用新型具有如下优点：本实用新型的负极圆环与环形样品池内壁紧密贴合，石英外罩二沿轴向套设负极圆环内壁，形成径向密封屏障；盖体组件可拆卸密封于环形样品池顶部开口，与池体顶部共同构成完整气密封结构，有效阻断外部空气、杂质进入，避免实验过程中气体泄漏或外部干扰，尤其适用于需惰性气体保护或特定反应气体氛围的拉曼检测场景。石英外罩一与正极内杆、石英外罩二与负极圆环的轴向套设结构，使正极内杆和负极圆环之间产生的等离子体环形电弧为能更加全面的覆盖反应体系，确保等离子体产生过程中反应氛围的稳定性，为原位拉曼信号的精准采集奠定基础。正极内杆与负极圆环的同轴式布局显著提升等离子体性能，正极内杆垂直设置于负极圆环圆心处，二者形成同轴对称的电场分布，通电后可在环形样品池内产生均匀的电场强度，避免传统非对称电极导致的等离子体局部集中或分布不均问题，确保样品与等离子体充分、均匀接触，提升反应一致性与拉曼信号的代表性。石英外罩一、二分别套设正极内杆与负极圆环，既实现了电极与样品、反应气体的物理隔离，防止电极材料溶出、氧化等污染样品，有效的保护电极，又不影响等离子体的穿透与作用，延长电极使用寿命的同时，保障实验结果的准确性与重复性。

1.一种等离子体拉曼原位池，其特征在于，包括本体组件、正极内杆、负极圆环、石英外罩一、石英外罩二以及盖体组件；所述本体组件顶部开设有环形样品池，所述负极圆环同轴套设在所述环形样品池的内壁且与内壁紧密贴合，所述正极内杆垂直设置在所述负极圆环的圆心处，所述石英外罩一沿轴向套设在所述正极内杆的外壁，所述石英外罩二沿轴向套设在所述负极圆环的内壁，所述盖体组件可拆卸密封在所述环形样品池的顶部开口，且所述盖体组件与环形样品池顶部形成气密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体拉曼原位池，其特征在于，所述本体组件包括底座、出气口、进气口、正极接线柱以及负极接线柱；所述环形样品池设置在所述底座的上方，所述底座靠近所述环形样品池的外周开设有环形容纳槽，所述盖体组件的底部嵌入所述环形容纳槽内并与容纳槽内壁密封配合；所述底座内部开设有出气通道和进气通道，所述出气口开设在底座侧壁并通过出气通道与环形样品池连通，所述进气口开设在底座侧壁并通过进气通道与环形样品池连通，且所述出气通道和进气通道在环形样品池内的开口平行设置；所述正极接线柱和负极接线柱分别嵌设在底座两侧，所述正极接线柱的穿过底座后与正极内杆的底部电连接，所述负极接线柱的顶端穿过底座后与负极圆环的底部电连接。

3.根据权利要求2所述的一种等离子体拉曼原位池，其特征在于，所述盖体组件包括池帽压片、池帽和橡胶圈；所述橡胶圈为环形结构，所述橡胶圈的一侧紧密贴合在所述池帽的底壁边缘，所述橡胶圈的另一侧紧密贴合在所述环形样品池的顶部开口端面上；所述环形样品池两侧的底座上分别设有滑动导向结构，两个所述池帽压片分别滑动设置在滑动导向结构上，且两个池帽压片相对的一侧压合在所述池帽的顶部两侧，使所述池帽通过橡胶圈将环形样品池顶部开口密封。

4.根据权利要求3所述的一种等离子体拉曼原位池，其特征在于，所述滑动导向结构为开设在底座上的螺纹孔，所述池帽压片上开设有沿滑动方向延伸的长条状滑孔，所述池帽压片通过紧固螺丝穿设所述滑孔后与底座的螺纹孔螺纹连接，旋紧紧固螺丝可将所述池帽压片固定在底座上。

5.根据权利要求1所述的一种等离子体拉曼原位池，其特征在于，所述石英外罩一的顶部一体成型为半球形结构，所述半球形结构的顶端高于所述正极内杆的顶端，且所述石英外罩一的内壁与正极内杆的外壁之间留有 0.1~0.5mm 的间隙；所述石英外罩二的顶端与环形样品池的顶部开口齐平，所述石英外罩二的内壁与所述环形样品池的内壁齐平。

6.根据权利要求3所述的一种等离子体拉曼原位池，其特征在于，所述池帽为透明石英材质制作而成的一体成型结构，所述橡胶圈为氟橡胶材质制作而成的一体成型结构。

7.根据权利要求1所述的一种等离子体拉曼原位池，其特征在于，所述正极内杆为中心通孔的柱体结构。