CN109900683A - 元素检测用在线式内标混合系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种元素检测用在线式内标混合系统，属于化学分析元素检测领域，提供一种结构简单、成本低廉以及操作方便的元素检测用在线式内标混合系统，包括检测仪器、内标校正元素溶液存储器、样品待测溶液存储器，还包括同心雾化器和蠕动泵，所述同心雾化器包括载气端口、进液端口和喷嘴端口；在第一管路和第二管路上均设置有蠕动泵。本发明无需另外增添购买商品化的专用内标混合装置(器)，同时实现了与商品化在线式内标混合装置(器)完全相同的功能和作用，即实现了对内标校正元素溶液和样品待测溶液的在线式混合，本发明具有结构简单，使用方面等优点，且减少了采购费用，有效地降低了设备成本。

Description

元素检测用在线式内标混合系统

技术领域

本发明涉及化学分析元素检测领域，尤其涉及一种元素检测用在线式内标混合系统。

背景技术

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP－AES)和电感耦合等离子体质谱(ICP－MS)等检测仪器广泛应用于微量、痕量、超痕量杂质元素检测分析领域，在冶金、石化、地矿、环保、核能、医药、食品等各行各业之中的运用发展迅速。在应用ICP－AES或ICP－MS等检测仪器设备测定各类样品中元素组分的含量时，经常需要采取内标校正的技术措施。业界共知采取内标校正法可以有效地消除基体效应、仪器漂移等干扰影响因素，具有提高精度水平和改善检出限指标等作用，因此国内外检测分析国家或行业标准方法中经常规定必须采用内标校正法。

目前，针对内标校正元素的加入方式主要有两种：人工手动加入或者在线式内标混合加入。人工手动内标元素的加入方式是以人工手动的形式，在空白溶液、工作曲线校准溶液以及大量的样品待测溶液中，以移液管或移液枪分取并加入完全相同体积的内标校正元素溶液然后搅拌均匀混合后得到混合液，再将混合液加入到检测仪器中进行检测；该种加入混合方式操作繁琐，人员素质要求高，任何一份溶液内标元素加入量出现差异均影响检测结果准确性。而目前在线式内标混合加入则需要使用专门在线式内标混合装置(器)分别自动地吸入内标校正元素溶液和样品待测溶液，利用专门的混合装置进行均匀混合后，再将混合后的混合液传输进入检测仪器进行测定，在线式内标混合方式完全克服了人工手动加入内标存在的缺陷，但是目前的在线式内标混合装置均为专门的独立产品装置，需要额外购置，其价值数千至上万元人民币，成本非常高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉以及操作方便的元素检测用在线式内标混合系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：元素检测用在线式内标混合系统，包括检测仪器、内标校正元素溶液存储器、样品待测溶液存储器，还包括同心雾化器和蠕动泵，所述同心雾化器包括载气端口、进液端口和喷嘴端口，所述内标校正元素溶液存储器通过第一管路与同心雾化器的载气端口相连，所述样品待测溶液存储器通过第二管路与同心雾化器的进液端口相连，同心雾化器的喷嘴端口通过第三管路与检测仪器的进样端口连通；在第一管路和第二管路上均设置有蠕动泵。

进一步的是：在第一管路上设置有与蠕动泵配合的一段蠕动泵泵管段。

进一步的是：在第二管路上设置有与蠕动泵配合的一段蠕动泵泵管段。

进一步的是：所述检测仪器为电感耦合等离子体质谱仪或电感耦合等离子体原子发射光谱仪。

进一步的是：所述同心雾化器与所述检测仪器内的雾化传输进样系统中标准配置的同心雾化器为相同产品。

进一步的是：同心雾化器的载气端口、进液端口和喷嘴端口的外表面均为打磨处理后的粗糙面。

进一步的是：所述内标校正元素溶液存储器通过第一管路与同心雾化器的进液端口相连，所述样品待测溶液存储器通过第二管路与同心雾化器的载气端口相连。

本发明的有益效果是：本发明充分利用了同心雾化器这一部件的结构特点，巧妙地将其作为内标校正元素溶液和样品待测溶液的混合器件，既能实现溶液的混合，又能通过同心雾化器在喷嘴端口处的特殊结构实现两种液体的充分混合作用，保证混合后的液体在进入检测仪器时的混合均匀状态。同时，通过配套设置相应的蠕动泵，直接利用蠕动泵的驱动作用实现液体的直接供给，以此实现在线式的混合供给，无需借助额外的混合装置，也无需先将溶液置于临时存储容器中进行充分混合后再利用供给装置供给至检测仪器，使得整个混合过程的操作非常简单、便捷，实现了在线式混合的目的且保证了混合后混合液的均匀性。另外，本发明中的同心雾化器可直接采用用于ICP-AES或ICP-MS等检测仪器上配套的现成的同心雾化器配件，因此零部件的获取非常方便，整个混合系统的成本非常低廉。

附图说明

图1为本发明所述的元素检测用在线式内标混合系统的连接关系示意图；

图中标记为：检测仪器1、内标校正元素溶液存储器2、样品待测溶液存储器3、同心雾化器4、蠕动泵5、载气端口41、进液端口42、喷嘴端口43、第一管路6、第二管路7、第三管路8、蠕动泵泵管段9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明所述的元素检测用在线式内标混合系统，是用于化学分析元素检测领域中，利用电感耦合等离子体原子发射光谱ICP－AES和电感耦合等离子体质谱ICP－MS等检测仪器进行元素检测前进行内标校正元素混合的系统；具体包括检测仪器1、内标校正元素溶液存储器2、样品待测溶液存储器3，还包括同心雾化器4和蠕动泵5，所述同心雾化器4包括载气端口41、进液端口42和喷嘴端口43，所述内标校正元素溶液存储器2通过第一管路6与同心雾化器4的载气端口41相连，所述样品待测溶液存储器3通过第二管路7与同心雾化器4的进液端口42相连，同心雾化器4的喷嘴端口43通过第三管路8与检测仪器1的进样端口连通；在第一管路6和第二管路7上均设置有蠕动泵5。

本发明中所述的同心雾化器4本身为一种成熟的市场产品，其原本为用于实现液体的雾化处理，相应的压缩气体与载气端口41连通，需被雾化液体与进液端口42连通，通过压缩气体从载气端口41供入后再从喷嘴端口43的外圈间隙喷出，带动从进液端口42进入的液体随之从喷嘴端口43喷出，同时通过气体的喷射作用实现对液体的雾化处理，使液体呈雾化状态。而在本发明所述的混合系统中，所设置的同心雾化器4为利用其结构特点，将内标校正元素溶液从载气端口41供入，将样品待测溶液从进液端口42进入，然后借助喷嘴端口43的结构特点，两种液体在流至喷嘴端口43时，因喷嘴端口43的截面积逐渐缩小，内部液体的流速将逐渐增加，最终两种液体从喷嘴端口43处分别以高速喷射的激流状态进行混合，确保了两种液体在喷嘴端口43处被充分地混合；随后再将混合后的液体直接通过第三管路8供给至检测仪器1以进行检测。本发明中设置的同心雾化器4，即保证了两种液体的混合，确保液体混合后进行检测；同时又能够实现对两种液体的在线式混合，实现了在线式内标混合的目的；而且还借助喷嘴端口43的特殊结构，有效地保证了两种液体的混合均匀性，满足在线式内标混合检测的要求。

当然，为了确保相应的液体分别从同心雾化器4的进液端口42和载气端口41供入，本发明中需要在第一管路6和第二管路7上相应的设置有蠕动泵5，通过相应的蠕动泵5与第一管路6和第二管路7的配合，实现液体的供给。

另外，考虑到通常情况下，第一管路6和第二管路7中一般采用毛细管作为管路，而蠕动泵5通常需要与专用的蠕动泵泵管配合才能充分发挥蠕动泵5的蠕动作用；而为了确保管路与蠕动泵5的有效配合，本发明中进一步优选在第一管路6上设置有与蠕动泵5配合的一段蠕动泵泵管段9；这样通过将该段蠕动泵泵管段9与蠕动泵5配合，即可保证蠕动泵5的蠕动效果，而将第一管路6上的其它管路采用毛细管进行连接即可。不失一般性，上述蠕动泵泵管段9为一段专用于蠕动泵5配套的一段管体。同理，本发明中在第二管路7上也可设置有与蠕动泵5配合的一段蠕动泵泵管段9。另外，更具体的，本发明中还可设置第一管路6和第二管路7共用同一蠕动泵5，相应的，需要该蠕动泵5具有至少两个工位，这样一来只需要将第一管路6和第二管路7安装到同一蠕动泵5上的不同工位即可。

另外，本发明中的检测仪器1具体可为电感耦合等离子体质谱仪或电感耦合等离子体原子发射光谱仪；例如采用美国PE公司Elan9000型ICP－MS、美国赛默飞世尔公司X2系列ICP－MS、美国赛默飞世尔公司IRIS/HR型ICP－AES、美国赛默飞世尔公司iCAP6300型ICP－AES等产品。同时，在电感耦合等离子体质谱仪或电感耦合等离子体原子发射光谱仪进行元素检测时，均需要将元素校正后的混合液体进行雾化处理，因此检测仪器内会配套设置有相应的雾化传输进样系统，在此雾化传输进样系统中本身会配套设置有专门用于对进样液体进行雾化处理的同心雾化器这一部件；在此情况下，本发明所述的混合系统中用于混合样品待测溶液和内标校正元素溶液的同心雾化器4可直接设置为与相应的检测仪器1内的雾化传输进样系统中标准配置的同心雾化器为相同产品；这样一来，即可无需额外再专门购买同心雾化器4产品，能够充分地利用随检测仪器1配套的已有闲置部件；当然，不失一般性，此时需要检测仪器1配套有闲置的同心雾化器部件。

另外，由于本发明中需要将同心雾化器4的各端口通过与相应的管路连接，为了提高其各端口与管路的连接牢固性，进一步可在载气端口41、进液端口42和喷嘴端口43的外表面进行打磨处理，以使相应的表面形成打磨处理后的粗糙面。例如可采用砂纸进行适当的打磨处理。

不失一般性，本发明中的同心雾化器4为用于实现存储于内标校正元素溶液存储器2内的内标校正元素溶液和存储于样品待测溶液存储器3内的样品待测溶液的充分均匀混合，因此本发明中可颠倒两种液体从同心雾化器4的进入端口，即可采用如下连接关系：所述内标校正元素溶液存储器2通过第一管路6与同心雾化器4的进液端口42相连，所述样品待测溶液存储器3通过第二管路7与同心雾化器4的载气端口41相连。

综上，本发明所述的元素检测用在线式内标混合系统，无需另外增添购买商品化的专用内标混合装置(器)，同时实现了与商品化在线式内标混合装置(器)完全相同的功能和作用，即实现了对内标校正元素溶液和样品待测溶液的在线式混合，本发明具有结构简单，使用方面等优点，且减少了采购费用，有效地降低了设备成本。

Claims (7)

1.元素检测用在线式内标混合系统，包括检测仪器(1)、内标校正元素溶液存储器(2)、样品待测溶液存储器(3)，其特征在于：还包括同心雾化器(4)和蠕动泵(5)，所述同心雾化器(4)包括载气端口(41)、进液端口(42)和喷嘴端口(43)，所述内标校正元素溶液存储器(2)通过第一管路(6)与同心雾化器(4)的载气端口(41)相连，所述样品待测溶液存储器(3)通过第二管路(7)与同心雾化器(4)的进液端口(42)相连，同心雾化器(4)的喷嘴端口(43)通过第三管路(8)与检测仪器(1)的进样端口连通；在第一管路(6)和第二管路(7)上均设置有蠕动泵(5)。

2.如权利要求1所述的元素检测用在线式内标混合系统，其特征在于：在第一管路(6)上设置有与蠕动泵(5)配合的一段蠕动泵泵管段(9)。

3.如权利要求1所述的元素检测用在线式内标混合系统，其特征在于：在第二管路(7)上设置有与蠕动泵(5)配合的一段蠕动泵泵管段(9)。

4.如权利要求1所述的元素检测用在线式内标混合系统，其特征在于：所述检测仪器(1)为电感耦合等离子体质谱仪或电感耦合等离子体原子发射光谱仪。

5.如权利要求4所述的元素检测用在线式内标混合系统，其特征在于：所述同心雾化器(4)与所述检测仪器(1)内的雾化传输进样系统中标准配置的同心雾化器为相同产品。

6.如权利要求1所述的元素检测用在线式内标混合系统，其特征在于：同心雾化器(4)的载气端口(41)、进液端口(42)和喷嘴端口(43)的外表面均为打磨处理后的粗糙面。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的元素检测用在线式内标混合系统，其特征在于：所述内标校正元素溶液存储器(2)通过第一管路(6)与同心雾化器(4)的进液端口(42)相连，所述样品待测溶液存储器(3)通过第二管路(7)与同心雾化器(4)的载气端口(41)相连。