電感耦合等離子體光譜分析技術(shù)與應(yīng)用(3)(已修改)
2025-01-17 00:33 本頁(yè)面
【正文】 1 電感耦合等離子體光譜 分析技術(shù)與應(yīng)用 (3) 辛仁軒 清華大學(xué) 培訓(xùn)班講稿 2 第三 章 ICP光譜儀器 3 ICP光譜裝置原理圖 4 1 高頻電源（等離子體電源） 2 等離子體炬管 3 進(jìn)樣裝置（霧化器，霧室） 4 分光器 5 檢測(cè)系統(tǒng) 等離子體炬 ? 高頻電源 檢測(cè) 系統(tǒng) 分光器 ? 進(jìn)樣 ? 系統(tǒng) ? 一 高頻發(fā)生器 ? （ 1） 高頻發(fā)生器的技術(shù)要求 – 高頻功率高于 – 振蕩頻率 27MHz ~ 40MHz – 功率波動(dòng) ≤%(%) – 頻率穩(wěn)定性優(yōu)于 %， (%, %) – 電磁場(chǎng)泄漏應(yīng)符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) (GB917588), 電場(chǎng)強(qiáng)度 〈 10 v/m(〈 30MHz), 〈 5v/m(30~300MHz) ? （ 2 ）兩種高頻振蕩電源 – 自激式等離子體電源線路 : 電源 = 自激振蕩器 =ICP形成 – 它激振蕩器 : 石英晶體振蕩器 = 電壓及功率放大 = ICP形成 5 fangkei （ 3 ）自激振蕩高頻等離子體電源原理 6 LC振蕩電路 LCf ?21?整流部分 T型濾波器 功率放大器 負(fù)反饋 LC振蕩器 等離子體是振蕩器的一部分 自激振蕩器原理 ? 1電感－電容振蕩回路（ LC振蕩回路） ? LC振蕩過(guò)程 ? 電容儲(chǔ)存能量 ? 電感儲(chǔ)存能量 221 CEW c ?221 LIW L ?7 電容極板間電壓 LCf ?21?自激震蕩電路圖 8 （ 4）它激（石英晶體振蕩器）高頻 電源原理 9 它激等離子體電源框圖 1 – 石英振蕩器 (), 2 – 一次倍頻(), 3 二次倍頻(), 4電壓放大 , 5功率放大 , 6耦合器 , 7感應(yīng)圈 , 8功率表 , 9負(fù)反饋放大器 , 10外電源 6= 4= 石英晶體振蕩器原理 ? 石英晶體振蕩器利用一定尺寸的石英晶體 ，鍍上金屬膜做電極，利用石英的壓電效應(yīng)，構(gòu)成一個(gè)正弦波振蕩器。當(dāng)在晶體上加一個(gè)電場(chǎng)，晶體就會(huì)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，當(dāng)外加電源頻率與石英晶體的固有頻率一樣時(shí)，振蕩最強(qiáng)，該頻率就是這個(gè)石英振蕩的工作瓶率： 10 石英晶體 等效電路 0021CCCCLf???C0。金屬電極的電容； L,C：晶體的等效電容 高穩(wěn)定性的石英晶體高頻電源 11 Power AMP 功率放大 Drive AMP 驅(qū)動(dòng)放大 RF Source RF 源 陽(yáng)極電 流檢測(cè) AGC電路 自動(dòng)增益 控制電路 03W 068W 02KW 真實(shí)功率 ?晶體控制型、雙閉環(huán)控制、直接耦合 ?功率穩(wěn)定性 :%。 頻率穩(wěn)定性 :% 石英振蕩器（ , )約 mw級(jí)－－ 緩沖放大器（約 1－ 2w）－－推動(dòng)級(jí)（提升到數(shù)十 w）－－功率放大級(jí)（ 1－ 2kw） （ 5）兩種高頻電源性能的比較 ? 都可滿足光譜分析用，但有差別 ? 功率穩(wěn)定性 〈 %， 〈 % ? 頻率穩(wěn)定性 〈 %， 〈 % ? 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性 ? 自適應(yīng)能力 :自激線路的工作狀態(tài)隨負(fù)載而變化 ,等離子體火焰是負(fù)載的一部分 ,進(jìn)樣成分變化時(shí)，等離子體火焰不容易滅火，自適應(yīng)能力較強(qiáng)。但也有缺點(diǎn)，負(fù)載因樣品變化。 ? ? 高頻電源能量的分配（消耗），大部分熱量散失 。 12 功率 (KW) 氣體 (%) 輻射 (%) 管壁 (%) 58 4 38 50 5 45 30 7
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