等离子体质谱仪进样装置的制作方法

1.本实用新型涉及等离子体质谱，特别涉及一种等离子体质谱仪进样装置。


背景技术：

2.(电感耦合等离子体)质谱仪是一种元素分析仪器，包括进样装置和质谱装置，进样装置采用射频发射的方式，质谱装置适于接收微粒束、并分析微粒束中的元素。
3.现有技术的等离子体质谱仪进料装置，液体样品盛放在加热筒中，简单采用加热蒸发样品的方式，蒸发后的样品元素最后经过射频发射而进入质谱装置的截取锥及采样锥中。可见，现有技术的等离子体质谱仪进料装置直接加热样品，消耗较多电能，又需要对加热筒的外侧进行冷却防护。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种等离子体质谱仪进样装置，能够减少加热所需的电能。
5.根据本实用新型的第一方面实施例的一种等离子体质谱仪进样装置，包括t型雾化器、样品容器、第一气瓶、制冷室、矩管、等离子气瓶、发热线圈及射频线圈，所述样品容器通过进样泵连通所述t型雾化器的第一直线端口，所述第一气瓶连通所述t型雾化器的法线端口，所述第一气瓶适于盛放辅助气，所述制冷室的进雾端连通所述t型雾化器的第二直线端口，所述矩管的中心通道的输入端连通所述制冷室的出雾端，所述等离子气瓶连通所述矩管的等离子气道的输入端，所述发热线圈环绕所述矩管的汇合通道，所述射频线圈环绕所述矩管的输出端。
6.根据本实用新型第一方面实施例的一种等离子体质谱仪进样装置，至少具有如下有益效果：样品液先经过混气雾化，再进行加热，减少加热原子化所需的电能，在矩管之前进行气液混合，而且是混气雾化的气液混合方式，气液混合物再进一步混合等离子气，提升气液混合物以及等离子混合物的混合均匀度，有效保证后期的去溶化、离子化；采用t型雾化器，利用气压原理即可抽吸第一气瓶中的辅助气，可以减少泵体的使用。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述制冷室的出液端连通有s弯管，所述s弯管靠近所述制冷室出液端的一个弯适于液封。
8.根据本实用新型的一些实施例，还包括有稀释液容器，所述稀释液容器通过对应的泵体连通所述t型雾化器的第一直线端口。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述进样泵为蠕动泵，所述样品容器和所述稀释液容器均是通过所述蠕动泵连通所述t型雾化器的第一直线端口，所述样品容器所在的支路以及所述稀释液容器所在的支路均设置有对应的溢流阀和流量阀。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述第一气瓶通过对应的泵体连通所述t型雾化器的法线端口。
11.根据本实用新型的一些实施例，还包括机箱，所述机箱设置有工作室，所述矩管的
连接所述发热线圈及所述射频线圈的部分容置在所述工作室中，所述工作室的内壁设置有金属屏蔽层。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述工作室内设置有支撑座，所述支撑座包括固定部和铰接部，所述固定部和所述铰接部适于共同夹抱所述矩管，所述发热线圈包括嵌设在所述固定部的第一线圈分部以及嵌设在所述铰接部的第二线圈分部，所述固定部和所述铰接部拼合时，所述第一线圈分部和所述第二线圈分部拼接。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述支撑座还设置有冷却通道，所述冷却通道环绕所述发热线圈，所述冷却通道包括设置在所述固定部的第一通道分部以及嵌设在所述铰接部的第二通道分部，所述固定部和所述铰接部拼合时，所述第一通道分部和所述第二通道分部拼接。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述机箱设置有物料室，所述物料室位于所述工作室的下方，所述工作室的底部开设一连通所述物料室的排废口，所述物料室适于存放物料桶。
15.根据本实用新型的一些实施例，矩管包括内管和外管，外管的右端螺纹连接内管，且外管的右端面通过密封圈抵接内管。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为本实用新型实施例等离子体质谱仪进样装置的主视角度结构示意图；
19.图2为图1示出等离子体质谱仪进样装置的矩管的结构示意图；
20.图3为图2示出矩管的分解图；
21.图4为图1示出等离子体质谱仪进样装置在部分剖切机箱时的右视图；
22.图5为图1示出等离子体质谱仪进样装置在打开工作室时的右视图。
23.t型雾化器100；
24.样品容器210，进样泵220，稀释液容器230；
25.第一气瓶300；
26.制冷室410，s弯管420；
27.矩管500，内管510，中管520，外管530；
28.等离子气瓶610；
29.发热线圈700；
30.射频线圈800；
31.机箱900，工作室910，排废口911，支撑座920，固定部921，铰接部922，物料室930，物料桶940。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二，只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
35.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
36.参照图1，根据本实用新型的第一方面实施例的一种等离子体质谱仪进样装置，包括t型雾化器100、样品容器210、第一气瓶300、制冷室410、矩管500、等离子气瓶610、发热线圈700及射频线圈800，样品容器210通过进样泵220连通t型雾化器100的第一直线端口，第一气瓶300连通t型雾化器100的法线端口，第一气瓶300适于盛放辅助气，制冷室410的进雾端连通t型雾化器100的第二直线端口，矩管500的中心通道的输入端连通制冷室410的出雾端，等离子气瓶610连通矩管500的等离子气道的输入端，发热线圈700环绕矩管500的汇合通道，射频线圈800环绕矩管500的输出端。
37.t型雾化器100呈t型，可以理解的是，第一直线端口及第二直线端口在一条直线上，法线端口顺延该条直线的法线而设置，第一直线端口及法线端口适于输入物料，物料在t型雾化器100的通道交汇处混合，混合后的物料从第二直线端口输出。所以进样泵220驱动样品液往第一直线端口通入，样品液有一定流速，所以有一个往第二直线端口直飞的趋势，所以t型雾化器100的通道交汇处与法线端口形成一个压强差，使第一气瓶300中的辅助气灌入t型雾化器100的通道交汇，辅助气与样品液混合，并经过第二直线端口向外喷射，第二直线端口喷射出雾状样品。
38.制冷室410的作用下，雾状程度更浓。此外，因为t型雾化器100执行的是气液混合，气液混合并经过喷射雾化及制冷后，制冷室410中形成气溶细雾滴。
39.其中，辅助气一般选用惰性气体，如氩气。
40.本领域技术人员可以理解的是，线圈是一种常规知识，线圈的两端适于连接电源电压。
41.所形成的气溶细雾滴在流动惯性下往矩管500导入，气溶细雾滴在矩管500的汇合通道进一步混加等离子气，混合的气溶物料经加热而原子化、去溶化，然后经历高频线圈的磁场作用。等离子及磁场的作用，混合气涡流，使样品元素离子化，并向外发射。本领域技术人员可以理解的是，质谱装置的截取锥及采样锥对应矩管500的输出端。
42.参照图1至图3，矩管500是一种常规知识，矩管500由内至外设置至少两个物料输入通道，该至少两个物料输入通道经汇合通道连通矩管500的输出端口。
43.实际中，气瓶/气罐都会在开口设置开关阀，如球阀；开关阀上还连接对应的气压
表和/或气流表，通过调整开关阀的开度，调节气体外溢的流量。
44.如图1所示，样品液的进样方向为vin11，第一气瓶300的进气方向为vin12，气液混合的气溶细雾滴的前进方向为vin1，等离子气瓶610的进气方向为vin2；矩管500发射微粒束的方向为vout1。
45.根据本实用新型第一方面实施例的一种等离子体质谱仪进样装置，至少具有如下有益效果：样品液先经过混气雾化，再进行加热，减少加热原子化所需的电能，在矩管500之前进行气液混合，而且是混气雾化的气液混合方式，气液混合物再进一步混合等离子气，提升气液混合物以及等离子混合物的混合均匀度，有效保证后期的去溶化、离子化；采用t型雾化器100，利用气压原理即可抽吸第一气瓶300中的辅助气，可以减少泵体的使用。
46.在本实用新型的一些实施例中，第一气瓶300通过对应的泵体连通t型雾化器100的法线端口。
47.在本实用新型的一些实施例中，制冷室410选用空调机的制冷模式，即压缩机及蒸发器原理。在本实用新型的一些实施例中，制冷室410选用半导体制冷片，半导体制冷片贴附制冷室410的周壁。制冷室410也选用其他制冷原理。
48.参照图1，在本实用新型的一些实施例中，制冷室410的出液端连通有s弯管420，s弯管420靠近制冷室410出液端的一个弯适于液封。本领域技术人员可以理解的是，出液口一般设置在制冷室410的下端，s弯管420连通制冷室410的下端；s弯管420的第一个弯用于液封，s弯管420用于出液，所以s弯管420的第二个弯低于制冷室410的出液口，s弯管420的末端口低于制冷室410的出液口。制冷雾化的过程中，少部分雾滴较大而发生沉降，沉降的气溶溶料经s弯管420向外排放。质谱仪进样前，可提前在s弯管420的第一个弯贮存液体，提前将s弯管420的出液口封闭，使制冷室410变为封闭的腔室，整个进样过程中避免辅助气向外溢。参照图1，s弯管420的出液方向为vou2。
49.参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括有稀释液容器230，稀释液容器230通过对应的泵体连通t型雾化器100的第一直线端口。
50.参照图1，在本实用新型的一些实施例中，进样泵220为蠕动泵，样品容器210和稀释液容器230均是通过蠕动泵连通t型雾化器100的第一直线端口，样品容器210所在的支路以及稀释液容器230所在的支路均设置有对应的溢流阀和流量阀240。样品容器210和稀释液容器230共用同一泵体，所以减少泵体设计，又保证能够同时进液以稀释。溢流阀、流量阀、电磁阀和开关阀均为常规知识，图1仅示出流量阀以及电磁阀(图1所示电磁阀作为开关使用)
51.参照图1、图4和图5，在本实用新型的一些实施例中，还包括机箱900，机箱900设置有工作室910，矩管500的连接发热线圈700及射频线圈800的部分容置在工作室910中，工作室910的内壁设置有金属屏蔽层。可以理解的是，质谱装置的截取锥及采样锥插入工作室910中。
52.更好的，工作室910通过管道连通有气体收集装置，或通过管道连通大气，避免辅助气遗留在室内。管道一般加设风机。
53.参照图1和图4，在本实用新型的一些实施例中，工作室910内设置有支撑座920，支撑座920包括固定部921和铰接部922，固定部921和铰接部922适于共同夹抱矩管500，发热线圈700包括嵌设在固定部921的第一线圈分部以及嵌设在铰接部922的第二线圈分部，固
定部921和铰接部922拼合时，第一线圈分部和第二线圈分部拼接。夹抱的方式固定矩管500，避免矩管500悬空无支撑，矩管500的拆装更换也较为方便。
54.在本实用新型的一些实施例中，支撑座920还设置有冷却通道，冷却通道环绕发热线圈700，冷却通道包括设置在固定部921的第一通道分部以及嵌设在铰接部922的第二通道分部，固定部921和铰接部922拼合时，第一通道分部和第二通道分部拼接。本实用新型中，将冷却通道剖分为两部分，带冷却通道的支撑座920的铸造更为方便，避开较为昂贵的3d打印。实际使用中，支撑座920合并前，擦拭干净固定部921和铰接部922的拼合端。
55.更好的，固定部921和铰接部922之间设置有密封圈。
56.参照图1和图4，在本实用新型的一些实施例中，机箱900设置有物料室930，物料室930位于工作室910的下方，工作室910的底部开设一连通物料室930的排废口911，物料室930适于存放物料桶940。由矩管500蒸发出并在工作室910液化沉降的液体能够集收至物料桶940，打开支撑座920而溢出的冷却液也能够集收至物料桶940，避免工作室910堂积废液。
57.在本实用新型的一些实施例中，机箱900设置有物料室930，物料室930适于存放第一气瓶300及等离子气瓶610。
58.在本实用新型的一些实施例中，矩管500仅需通入样品及等离子气，矩管500包括内管510和外管530，外管530的右端螺纹连接内管510，且外管530的右端面通过密封圈抵接内管510。矩管500分设为内外管，使矩管500的加工方便、低廉，内外管的螺纹连接结构使得矩管500具有较高的密封性。
59.参照图1至图3，在本实用新型的一些实施例中，矩管500需通入样品、等离子气和第二次辅助气，矩管500包括内管510、中管520和外管530，所以等同变换的是，中管520的右端螺纹连接内管510，且中管520的右端面通过密封圈抵接内管510，外管530的右端螺纹连接中管520，且外管530的右端面通过密封圈抵接中管520。内管510自带中心通道，内管510和中管520限定出第一通道，中管520和外管530限定出第二通道。第一通道和第二通道中，其一适于连通第二气瓶，另一适于连通等离子气瓶610。参照图1，第二气瓶的进气方向为vin2。
60.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。