在光谱仪中使用的等离子体源室及光谱仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种在光谱仪中使用的等离子体源室，包含用于容纳等离子体源的内壳体和容纳所述内壳体的外壳体。所述外壳体包含在第一壁中的至少一个外进气口开口以及在第二壁中的至少一个外排气口开口。所述内壳体的壁和所述外壳体的壁界定了间隙，从而允许第一空气流穿过所述内壳体和所述外壳体之间的所述间隙从所述至少一个外进气口开口到所述至少一个外排气口开口。所述内壳体包含在第一壁中的至少一个内进气口开口以及在第二壁中的至少一个内排气口开口，以允许第二空气流穿过所述内壳体从所述至少一个内进气口开口到所述至少一个内排气口开口。因此，实现了对等离子体源室外表面的改进冷却。本实用新型专利技术还提供一种光谱仪。

【技术实现步骤摘要】
在光谱仪中使用的等离子体源室及光谱仪
本技术涉及一种用于光谱仪的等离子体源室。更具体地，本技术涉及用于光谱仪中的等离子体源室，其能够容纳等离子体源而不需要在室内的主动冷却元件。
技术介绍
众所周知，在例如发射光谱仪和质谱仪的光谱仪中使用等离子体源。等离子体源，例如感应耦合等离子体(ICP)源，产生其中原子和分子可以被电离的等离子体。在此类等离子体中，可能发生极高的温度，例如8,000K或甚至10,000K的温度。在传统的光谱仪中，等离子体源被容纳在大的室中，因此允许等离子体与室的壁和其它部分之间的距离相对较大。随着光谱仪的用户日益需要更紧凑的仪器，等离子体源室的尺寸已经减小，导致等离子体源和其它部件之间的距离更小。应理解，这造成了与温度和温度梯度有关的问题。众所周知，在等离子体室内使用空气流进行冷却。例如，由赛默飞世尔科技股份有限公司(ThermoFisher)生产的ThermoScientificTMiCAPTM7000ICP-OES分析器系统具有等离子体室，在其中容纳有等离子体炬，并且在其中使用空气流进行冷却。排气口开口设置在等离子室的顶壁中，位于等离子炬上方，而进气口开口设置在底壁中，靠近侧壁，从而允许空气流从等离子室的底部到顶部，经过等离子炬。尽管这种布置对于径向观察的立式炬效果良好，但是不太适合于立式炬的轴向观察。为此，iCAPTM7000系统的炬水平布置，同时保持顶部排气口，并且允许在双视图布置中从侧面轴向观察。根据需要，为了保持在单视图和双视图布置中水平或立式地安装等离子炬的自由度，可以在等离子室的侧面提供顶部排气口，从而释放等离子炬上方的间隙。然而，远离等离子体室中心的排气口将引起空气的交叉流动，这可能干扰等离子体并且导致等离子体源的不稳定性。然而，空气流应当足够大以冷却等离子体室，使得其外表面即使在等离子体室的尺寸有限时也不构成安全隐患。日本专利申请JP2005-205296公开了一种具有排气冷却装置的ICP光谱仪。JP2005-205296的等离子体室具有固定到预冷却器的弯形预冷管。设置在预冷管下游的气体冷却器包含水冷热交换盘管。还提供了一种排气风扇。冷却管的弯头形状防止了入口和出口之间的视线，这在一些应用中是不希望的。另外，JP2005-205296的等离子体室需要预冷器、气体冷却器和风扇，使得布置复杂且相对昂贵。
技术实现思路
本技术试图克服现有技术的缺点，并且提供一种用于光谱仪的等离子体源室，其可以是紧凑的，其允许使用立式等离子体源，并且不需要主动冷却机构。具体地，本技术试图提供一种等离子体源室，其提供其外表面的充分冷却，而不需要干扰等离子体的强空气流。因此，本技术提供了一种用于光谱仪的等离子体源室，其包含用于容纳等离子体源的内壳体和容纳内壳体的外壳体，其中外壳体包含在第一壁中的至少一个外进气口开口和在第二壁中的至少一个外排气口开口，其中内壳体的壁和外壳体的壁界定间隙，从而允许第一空气流穿过内壳体和外壳体之间的间隙从至少一个外进气口开口到至少一个外排气口开口，并且其中内壳体包含在第一壁中的至少一个内进气口开口和在第二壁中的至少一个内排气口开口，以允许第二空气流穿过内壳体从至少一个内进气口开口到至少一个内排气口开口。通过提供内壳体和外壳体，获得双层热保护结构。通过在内壳体和外壳体之间提供间隙，避免了在内壳体和外壳体之间的直接热传递，从而显着地改善了热绝缘。另外，所述间隙允许空气流在内壳体和外壳体之间通过，从而不通过内壳体的空气冷却外壳体。结果，可以限制通过内壳体的空气流的体积和速度，同时可以将外壳体的温度限制为符合安全规定的值，即使当等离子体源室的内部体积较小时也是如此。具体地，本技术允许在某些实施例中使用小于250m3/h的总空气流速。当使用立式等离子体炬时，本技术的等离子体源室可以适用于等离子体的径向和轴向观察。在本技术的有利实施例中，壁、入口和出口如此布置，从而使用中第一空气流大于第二空气流。即，在此类实施例中，穿过外壳体的空气流在体积和/或空气速度上大于穿过内壳体的空气流。相反地，穿过内壳体的气流小于穿过外壳体的气流，从而防止等离子体被空气流干扰。本技术基于这样的认识，即等离子体源室中的空气流应该以此类方式被引导，即等离子体源室的外表面被充分冷却。本技术受益于进一步的认识，即在等离子体炬处和周围的空气流应在体积和速度方面受到限制，以避免等离子体被空气流干扰。本技术还受益于进一步的认识，即提供间隙的内壳体和外壳体允许空气流穿过间隙，因此允许外表面被冷却，同时引导空气远离内壳体中的等离子体。为了避免等离子体被空气流干扰，优选地，穿过内壳体的空气流小于穿过内壳体和外壳体之间的间隙的空气流。换句话说，主空气流被引导而不是穿过内壳体。内壳体和外壳体都具有在第一壁中的至少一个进气口开口和在第二壁中的至少一个排气口开口，第一壁和第二壁优选地是不同的壁，例如对立侧壁。在内壳体和外壳体中的任一个中，或在这两者中，至少一个进气口开口在使用中可以被位于低于至少一个出口开口。即，当使用等离子体室时，入口开口可以位于底壁处和/或位于底壁中，而出口开口可以位于内壳体和外壳体的顶壁处和/或位于顶壁中。这样，促进了自然空气流，因为当空气通过等离子体室时，空气将显著变热。随着空气在其变热时膨胀，排气口可以有利地大于进气口，即，例如，排气口可以具有更大的横截面。至少一个外进气口开口，即，外壳体的进气口开口，可以基本上在外壳体的壁的宽度上延伸。相似地，至少一个外排气口开口，即，外壳体的排气口开口，可以基本上在外壳体的壁的宽度上延伸。另外地或替代地，内壳体的至少一个进气口开口和/或外壳体的至少一个进气口开口可以基本上在内壳体的壁的宽度上延伸。在根据本技术的等离子体源室中，至少一个内进气口开口可以与内壳体和外壳体之间的间隙直接连通。结果，穿过内壳体的空气流(其可以被称为第二空气流)可以源自穿过内壳体与外壳体之间的间隙的空气流(其可以被称为第一空气流)。即，通过间隙的(第一)空气流的部分分支以构成穿过内壳体的(第二)空气流。可替代地，至少一个内进气口开口可以被连接到一个管道上，所述管道延伸穿过间隙并且穿过外壳体的壁，从而允许空气流从外壳体外部流入。在此类实施例中，穿过间隙的(第一)空气流和穿过内壳体的(第二)空气流是分开的空气流。相似地，至少一个内排气口开口可以与内壳体与外壳体之间的间隙直接连通。即，穿过内壳体的(第二)空气流可以在间隙中，优选地在外壳体的排气口开口处或附近结合(第一)空气流。可替代地或另外地，至少一个内排气口开口可以被连接到管道上，所述管道延伸穿过间隙并且穿过外壳体的壁，从而允许空气流到达外壳体的外部。在特别有利的实施例中，内壳体是可移除的。即，内壳体可以从等离子体室移除，并且因此可以可移除地附接到外壳体。通过提供可移除的内壳体，可以更容易地清洁等离子室的内部，由于在内壳体中的沉积物的累积，这可能是必要的。此外，通过提供可移除的内壳体，内壳体可以在需要时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在光谱仪中使用的等离子体源室，其特征在于，所述等离子体源室包含：/n用于容纳等离子体源的内壳体，以及/n容纳所述内壳体的外壳体；/n其中所述外壳体包含在第一壁中的至少一个外进气口开口以及在第二壁中的至少一个外排气口开口，/n其中所述内壳体的壁和所述外壳体的壁界定了间隙，从而允许第一空气流穿过所述内壳体和所述外壳体之间的所述间隙从所述至少一个外进气口开口到所述至少一个外排气口开口，并且/n其中所述内壳体包含在第一壁中的至少一个内进气口开口以及在第二壁中的至少一个内排气口开口，以允许第二空气流穿过所述内壳体从所述至少一个内进气口开口到所述至少一个内排气口开口。/n

【技术特征摘要】
20190410 GB 1905069.91.一种在光谱仪中使用的等离子体源室，其特征在于，所述等离子体源室包含：
用于容纳等离子体源的内壳体，以及
容纳所述内壳体的外壳体；
其中所述外壳体包含在第一壁中的至少一个外进气口开口以及在第二壁中的至少一个外排气口开口，
其中所述内壳体的壁和所述外壳体的壁界定了间隙，从而允许第一空气流穿过所述内壳体和所述外壳体之间的所述间隙从所述至少一个外进气口开口到所述至少一个外排气口开口，并且
其中所述内壳体包含在第一壁中的至少一个内进气口开口以及在第二壁中的至少一个内排气口开口，以允许第二空气流穿过所述内壳体从所述至少一个内进气口开口到所述至少一个内排气口开口。


2.根据权利要求1所述的等离子体源室，其特征在于，所述壁、所述外进气口开口、所述内进气口开口、所述外排气口开口和所述内排气口开口如此布置，从而使用中所述第一空气流大于所述第二空气流。


3.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个外进气口开口和所述至少一个外排气口开口布置在所述外壳体的对立壁中。


4.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个外进气口开口在使用中位于低于所述至少一个外排气口开口。


5.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个外排气口开口大于所述至少一个外进气口开口。


6.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个外进气口开口在所述外壳体的壁的宽度上延伸。


7.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个外排气口开口在所述外壳体的壁的宽度上延伸。


8.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个内进气口开口和所述至少一个内排气口开口布置在所述内壳体的对立壁中。


9.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个内进气口开口在使用中位于低于所述至少一个内排气口开口。


10.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个内排气口开口大于所述至少一个内进气口开口。


11.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个内进气口开口在所述内壳体的壁的宽度上延伸。


12.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个内排气口开口在所述内壳体的壁的宽度上延伸。


13.根据权利要求1或2所述的等离子体源室，其特征在于，所述至少一个内进气口开口与所述内壳体和所述外壳体之间的所述间隙直接连...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·夸斯，A·穆塔津，S·盖斯勒，T·沃尔夫，J·拉斯坎普，D·沃勒斯，M·斯柯布林，
申请(专利权)人：塞莫费雪科学不来梅有限公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE