專利名稱：一種多元素同時測定的原子吸收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多元素同時測定的原子吸收裝置。屬于測定儀器領域。
背景技術：
原子吸收分析原理是基態自由原子對光輻射能的共振吸收。測量自由基態原子對光輻射能的吸收程度，就可以推斷出樣品中所含元素的濃度。多元素同時測定技術是基態自由原子同時對多個具有不同特征波長的光輻射能進行共振吸收，測量自由基態原子對不同特征波長光輻射能的吸收程度，以此推斷出樣品中不同元素所含的濃度。
中國專利(01219460.3)敘述了一種多道原子吸收光譜儀，由二個燈架、銅鋅鈣三元素燈、鎂鐵二元素燈、透鏡、火焰吸收池、帶有樣品池的原子化器、帶光線孔的多道單色器、多道信息檢測器、單片機控制器及微機等構成，其主要是設在一燈架上的銅鋅鈣三元素燈與設在另一燈架上的鎂鐵二元素燈的位置排列呈小于90°的夾角。
中國專利(03209467.1)敘述了一種原子吸收分光光度計，其包括有燈架、置于燈架上的元素燈、光路系統、原子化系統、分光系統和電路處理系統，電路處理系統與分光系統連接；原子化系統包括有原子化器和火焰吸收池，分光系統包括有光柵和光電倍增管，電路處理系統包括有單片機和顯示器，光路系統包括有兩個凹面鏡和一個平面鏡，其中，第一凹面鏡與元素燈對應設置，其中心線與元素燈中心線有一夾角，平面鏡置于第一凹面鏡的反射光路上，第二凹面鏡置于平面鏡的反射光路上，原子化系統置于平面鏡反射第一凹面鏡的光線聚集點下方，分光系統置于第二凹面鏡的反射光路上。
如果在同時測量銅、鋅、鈣、鎂、鐵五種元素的基礎上，要增加被測元素的數目并且元素特征譜線間的距離小于儀器的光譜帶寬時，上述現有技術由于存在無法克服光譜干擾的缺陷，會導致測量結果的吸光度值降低。
發明內容
為了克服現有技術的不能同時測量多于銅、鋅、鈣、鎂、鐵五種元素的多種元素的數目的技術不足，提供一種多元素同時測定的原子吸收裝置，是能夠同時測量更多元素，光譜干擾少、測量準確度高、結構簡單、可靠性高的多元素同時測定的原子吸收方法和裝置。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種多元素同時測定的原子吸收裝置由光源系統、光路系統、原子化器、分光系統、光束編組系統、光電轉換系統、計算機系統組成，其中光電轉換系統與計算機系統電連接。上述光源系統由2個或3個或4個或5個或6個或7個或8個空心陰極燈和由1個或和2個或和3個或和4個或和5個或和6個或和7個或和8個復合空心陰極燈組成，交替發出含有一種或一種以上待測元素特征波長的單色光束和復合光束。上述光路系統是由聚焦鏡、半透半反鏡、反射鏡和狹縫等組成，并分為兩部分分別安裝在原子化器的兩端，安裝在光源系統和原子化器之間的部分滿足使光源系統發出的光束以平行于原子化器或與平行方向呈小于90°的夾角穿過的要求。安裝在原子化器與分光系統之間的部分滿足其穿過原子化器的光束以與光柵的法線方向呈小于30°的入射夾角射入光柵的要求。上述分光系統由光柵組成，將穿過原子化器后射入光柵的含有多種待測元素特征波長光束分解成多路只含有一種待測元素特征波長的單色光束，將穿過原子化器后射入光柵的含有多種待測元素特征波長光束分解成多路只含有一種待測元素特征波長的單色光束。上述光束編組系統是由狹縫、帶夾角的組合反射鏡及反射鏡組成，將經光柵分光后的多路只含有一種待測元素特征波長的單色光束進行編組，使其滿足在每個光電檢測器上交替檢測多路光束的要求，其中帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，帶夾角的組合反射鏡的安裝位置滿足光束發出的位置落在夾角所對應的區域內，上述光電轉換系統是由1只或2只或3只或4只的光電倍增管組成，每個光電倍增管接收一束或交替接收一束以上的光束進行檢測。
上述計算機系統是由專用單片機和通用計算機組成。
與現有技術相比，本實用新型有以下優勢1.在一些特定的應用領域，如對人體血中元素的測定，當樣品中各元素的濃度與原子吸收分析裝置的線性測量范圍不一致，并且由于樣品量非常有限不能采用對樣品進行多次稀釋的方法解決時，就可以利用本實用新型的原理，在進行裝置的光源系統和光路系統的設計時針對不同濃度范圍的元素，通過設置不同的復合輻射光束I1~n與原子化器的夾角α，即可達到在測量的同時將多個元素同時“稀釋”到線性測量范圍的目的。
2.可以利用本實用新型的原理，在進行裝置的光源系統設計時，根據所測樣品中元素的數目、元素特征波長以及元素間的光譜干擾等綜合因素，通過設計不同元素組合的復合空心陰極燈、空心陰極燈與復合空心陰極燈的交替導通組合方案，達到多路單、復合輻射光束通過原子化器，多個元素同時測量的目的。
3.可以利用本實用新型的原理，在進行裝置的光路系統設計時，根據將光柵分光后的多路含有單一元素特征波長的光束按波長接近程度，使其出射的光路重疊或接近于重疊的原則，通過設計不同的I1~n與光柵法線的夾角β，以達到上述目的。
4.可以利用本實用新型的原理，在進行裝置的光束編組系統設計時，在上述3的基礎上，將出射光路重疊和接近于重疊的光束編為同一組，每組光束聚焦在同一個光電轉換器上，出射光路的重疊程度越高，則相對應的光電轉換器系統所使用的光電轉換器數目就越少，從而達到光電轉換器使用效率高、節省空間、節約成本的目的。
5.雖然經光柵分光后的出射光路是重疊的，但由于光源系統的工作方式為交替發出光束，所以不存在現有技術存在的光譜干擾問題。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的裝置原理圖。
圖2是本實用新型的裝置結構圖。
圖3是本實用新型的裝置圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，一種多元素同時測定的原子吸收裝置由光源系統裝置50、光路系統裝置51、53、原子化器52、光柵54、光束編組系統裝置55、光電轉換器系統裝置56、計算機系統57組成，上述光源系統裝置50可以由2個或3個或4個或5個或6個或7個或8個空心陰極燈和由1個或和2個或和3個或和4個或和5個或和6個或和7個或和8個復合空心陰極燈組成。在光源系統裝置50與原子化器52之間裝有光路系統裝置51，是由聚焦鏡、半透半反鏡和反射鏡組成，其安裝位置保證有一路或一路以上光束與原子化器52呈平行方向、另外有一路或一路以上光束與原子化器成小于90°的夾角。在原子化器52與光柵54之間裝有光路系統裝置53，是由聚焦鏡、半透半反鏡、反射鏡和狹縫等組成，其安裝位置保證至少有兩路或兩路以上光束以與光柵54的法線方向呈不同的小于30°的入射夾角β射入光柵54。光柵54與光電轉換器系統裝置56之間安裝有光束編組系統裝置55，是由狹縫、帶夾角的組合反射鏡和反射鏡組成，其中帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，帶夾角的組合反射鏡的安裝位置保證光束發出的位置落在夾角所對應的區域內。光束編組系統裝置55的后面安裝有光電轉換器系統裝置56及與計算機裝置57電連接，其中光電轉換器系統裝置由1只或2只或3只或4只或5只或6只或7只或8只以上的光電倍增管組成。
實施例2如圖2、圖3所示，7元素同時測量的裝置。本裝置的光源系統裝置含有復合輻射光源1、復合輻射光源2、復合輻射光源3。光路系統裝置有半透半反射鏡4、反射鏡5、聚焦鏡6、聚焦鏡7、聚焦鏡9、聚焦鏡10、反射鏡11、反射鏡12，入射狹縫13、入射狹縫14。有原子化器8、分光系統的光柵15固定在本裝置的結構支撐上，光束編組系統裝置有出射狹縫16、出射狹縫17、出射狹縫18、出射狹縫19、出射狹縫20、帶夾角的組合反射鏡21、反射鏡22。光電轉換器系統裝置有光電倍增管23、光電倍增管24、光電倍增管25、光電倍增管26，并與計算機系統裝置27電連接。其中復合輻射光源1為Fe、Mg復合空心陰極燈、復合輻射光源2為Cu、Zn、Ca復合空心陰極燈、復合輻射光源3為K、Na復合空心陰極燈、計算機系統裝置27由單片機和通用計算機組成。
復合輻射光源1的安裝位置與原子化器8呈小于90°的夾角，復合輻射光源2、復合輻射光源3的安裝位置與原子化器8呈平行方向。
在原子化器8的前端有光路系統，聚光鏡6安裝復合輻射光源1的前面；半透半反鏡4和反射鏡5安裝在復合輻射光源2、復合輻射光源3前面，同時半透半反鏡4和反射鏡5成平行角度安裝，聚焦鏡7安裝在半透半反鏡4和反射鏡5的后面；這樣光源系統裝置發出的光束以平行于原子化器8或與平行方向呈小于90°的夾角α通過原子化器8后進入光路系統。
在原子化器的后端有光路系統，聚焦鏡9、聚焦鏡10安裝在反射鏡12、11的一側，反射鏡11、12的另一側安裝有入射狹縫13、14和光柵15，光柵15的前面安裝有出射狹縫16、17、18、19、20、帶夾角的組合反射鏡21和反射鏡22。帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，且安裝位置保證光束發出的位置落在夾角所對應的區域內。光電倍增管23、24、2526安裝在相應的光束接收位置并與計算機系統裝置27電連接。
復合輻射光源1發出的光線K1透過聚焦鏡6、復合輻射光源2發出的光線K2透過半透半反射鏡4和聚焦鏡7、復合輻射光源3發出的光線K3透過反射鏡5和半透半反射鏡4以及聚焦鏡7分別交替進入原子化器8后，光線K1透過聚焦鏡10并經反射鏡12及入射狹縫14、光線K2和K3透過聚焦鏡9并經反射鏡11及入射狹縫13入射到光柵15，經光柵15分光后分成7束分別含有Zn、Fe、Mg、Na、Cu、K、Ca特征波長的光束K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10。此7束光經編組分4路分別交替進入光電倍增管23、24、25、26和計算機系統裝置27，即可得到7種元素的濃度值。其中K4、K5經出射狹縫16和反射鏡22進入電倍增管23，K6經出射狹縫17后進入電倍增管24，K7、K8經出射狹縫18后進入電倍增管25，K9、K10經出射狹縫19、20及帶夾角的組合反射鏡21進入電倍增管26。
權利要求1.一種多元素同時測定的原子吸收裝置，由光源系統、光路系統、原子化器分光系統、光束編組系統、光電轉換系統、計算機系統組成，其中光電轉換系統與計算機系統電連接，其特征是上述光源系統由2個或3個或4個或5個或6個或7個或8個空心陰極燈和由1個或和2個或和3個或和4個或和5個或和6個或和7個或和8個復合空心陰極燈組成，上述光路系統是由聚焦鏡、半透半反鏡、反射鏡和狹縫組成，并分為兩部分分別安裝在原子化器的兩端，上述分光系統由光柵組成，上述光束編組系統是由狹縫、帶夾角的組合反射鏡及反射鏡組成，其中帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，帶夾角的組合反射鏡的安裝位置滿足光束發出的位置落在夾角所對應的區域內，上述光電轉換系統是由1只或2只或3只或4只或5只或6只或7只或8只的光電倍增管組成。
2.根據權利要求1所述的一種多元素同時測定的原子吸收裝置，其特征是在光源系統和原子化器之間的光源系統發出的光束，平行于原子化器或與平行方向小于90°的夾角，在原子化器與分光系統之間的其穿過原子化器的光束與光柵的法線方向呈小于30°的入射夾角。
3.根據權利要求2所述的一種多元素同時測定的原子吸收裝置，其特征是光源系統裝置含有復合輻射光源1、復合輻射光源2、復合輻射光源3，光路系統裝置有半透半反射鏡4、反射鏡5、聚焦鏡6、聚焦鏡7、聚焦鏡9、聚焦鏡10、反射鏡11、反射鏡12，入射狹縫13、入射狹縫14，有原子化器8、分光系統的光柵15固定在本裝置的結構支撐上，光束編組系統裝置有出射狹縫16、出射狹縫17、出射狹縫18、出射狹縫19、出射狹縫20、帶夾角的組合反射鏡21、反射鏡22，光電轉換器系統裝置有光電倍增管23、光電倍增管24、光電倍增管25、光電倍增管26，并與計算機系統裝置27電連接，其中復合輻射光源1為Fe、Mg復合空心陰極燈、復合輻射光源2為Cu、Zn、Ca復合空心陰極燈、復合輻射光源3為K、Na復合空心陰極燈、計算機系統裝置27由單片機和通用計算機組成。
4.根據權利要求1所述的一種多元素同時測定的原子吸收裝置，其特征是光源系統裝置含有復合輻射光源1、復合輻射光源2、復合輻射光源3，光路系統裝置有半透半反射鏡4、反射鏡5、聚焦鏡6、聚焦鏡7、聚焦鏡9、聚焦鏡10、反射鏡11、反射鏡12，入射狹縫13、入射狹縫14，有原子化器8、分光系統的光柵15固定在本裝置的結構支撐上，光束編組系統裝置有出射狹縫16、出射狹縫17、出射狹縫18、出射狹縫19、出射狹縫20、帶夾角的組合反射鏡21、反射鏡22，光電轉換器系統裝置有光電倍增管23、光電倍增管24、光電倍增管25、光電倍增管26，并與計算機系統裝置27電連接，其中復合輻射光源1為Fe、Mg復合空心陰極燈、復合輻射光源2為Cu、Zn、Ca復合空心陰極燈、復合輻射光源3為K、Na復合空心陰極燈，計算機系統裝置27由單片機和通用計算機組成。
5.根據權利要求4所述的一種多元素同時測定的原子吸收裝置，其特征是復合輻射光源1的安裝位置與原子化器8呈小于90°的夾角，復合輻射光源2、復合輻射光源3的安裝位置與原子化器8呈平行方向，在原子化器8的前端有光路系統，聚光鏡6安裝復合輻射光源1的前面；半透半反鏡4和反射鏡5安裝在復合輻射光源2、復合輻射光源3前面，同時半透半反鏡4和反射鏡5成平行角度安裝，聚焦鏡7安裝在半透半反鏡4和反射鏡5的后面；這樣光源系統裝置發出的光束以平行于原子化器8或與平行方向呈小于90°的夾角α通過原子化器8后進入光路系統，在原子化器的后端有光路系統，聚焦鏡9、聚焦鏡10安裝在反射鏡12、11的一側，反射鏡11、12的另一側安裝有入射狹縫13、14和光柵15，光柵15的前面安裝有出射狹縫16、17、18、19、20、帶夾角的組合反射鏡21和反射鏡22，帶夾角的組合反射鏡的夾角小于170°，且安裝位置保證光束發出的位置落在夾角所對應的區域內，光電倍增管23、24、25 26安裝在相應的光束接收位置并與計算機系統裝置27電連接。
專利摘要一種多元素同時測定的原子吸收裝置有光源系統、光路系統、原子化器、分光系統、光束編組系統、光電轉換器系統、計算機，方法如下由多路交替發出的含有待測元素特征波長的復合輻射光束；將上述光束以平行于原子化器或與平行方向呈小于90°的夾角α通過原子化器后，再以與光柵的法線方向呈小于30°的入射夾角β射入光柵，經光柵分光后的多路含有單一元素特征波長的光束，通過光束編組系統后重新編組組合，每組光束組合使用同一光路交替進入多路光檢測器系統進行檢測；并經數據處理與計算機系統計算出每種元素的濃度值。本實用新型多路單、復合輻射光束通過原子化器，多個元素同時測量。交替發出光束，不存在光譜干擾問題。
文檔編號G01N21/25GK2826408SQ200520110579
公開日2006年10月11日 申請日期2005年7月1日 優先權日2005年7月1日
發明者楊奇 申請人:北京博暉創新光電技術股份有限公司