千瓦級微波等離子體炬(MPT)原子發(fā)射光譜分析用激發(fā)光源的研制.pdf

1、微波等離子體炬(MPT)是國際公認(rèn)的我國學(xué)者的原創(chuàng)性成果，是微波等離子體原子發(fā)射光譜法發(fā)展的里程碑之一。自1985被研制出來后，經(jīng)過不斷地改進(jìn)與完善，在各類分析測試領(lǐng)域都已得到了廣泛應(yīng)用。不過一直以來，MPT的典型工作功率均處于低功率水平(100～350W)，因而不能承受水溶液直接霧化進(jìn)樣。低功率MPT光譜儀須要與干燥樣品的進(jìn)樣方法聯(lián)用，這是MPT光譜儀未能被市場很好接受的重要原因。本文對低功率MPT炬管進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)了可在千瓦級功率

2、下穩(wěn)定工作的炬管，創(chuàng)新性地實現(xiàn)了炬管的自動點火，開展了千瓦級MPT光譜分析裝置的應(yīng)用研究，研制了一臺順序掃描型千瓦級MPT光譜儀樣機。主要取得了如下創(chuàng)新性成果:
　　(1)首次實現(xiàn)了在千瓦級功率下穩(wěn)定工作的MPT光源，使得MPT可以承受水溶液直接霧化進(jìn)樣。炬管的重點改進(jìn)包括耦合位置的選擇、炬管散熱問題的解決。低功率下ArMPT為單絲旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，而在千瓦級功率下為雙絲旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，用千瓦級MPT原子發(fā)射光譜法對近20種有代表性元素的檢出限

3、進(jìn)行測試，表明其檢出能力接近于ICP-AES。
　　(2)創(chuàng)新性地改變了MPT的點火方式，實現(xiàn)了MPT的自動點火。通過仿真深入研究了MPT炬管等離子體形成區(qū)域的電場結(jié)構(gòu)和炬管的諧振特性以及炬管自動點火的關(guān)鍵影響因素。自動點火的成功實現(xiàn)，使得基于MPT的光譜儀結(jié)構(gòu)上更加簡單，可靠性更強，操作更加簡單，對該儀器的推廣應(yīng)用將具有重要的促進(jìn)作用。
　　(3)首次將ArMPT光源用于油液直接霧化進(jìn)樣分析，展現(xiàn)了千瓦級ArMPT極強的有

4、機物耐受能力。首先開發(fā)了可能用于現(xiàn)場檢測的油液在線稀釋進(jìn)樣裝置，然后在油液直接霧化進(jìn)樣的情況下，測試了MPT對部分金屬元素的檢測能力，展現(xiàn)了MPT光譜法在油液分析測試領(lǐng)域的良好前景。
　　(4)開展了HeMPT光譜法檢測非金屬的應(yīng)用研究。驗證了HeMPT對Cl的離子發(fā)射譜線有良好的激發(fā)效果，用HCl氣體發(fā)生法進(jìn)樣，對Cl的檢出限為0.26μg·mL-1。
　　(5)研制了順序掃描型千瓦級MPT光譜儀樣機，性能指標(biāo)達(dá)到了國家重