用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的導(dǎo)熱管、電加熱片、保溫層和保護(hù)外殼，所述電加熱片由正溫度系數(shù)材料制成。該加熱裝置采用具有自動(dòng)控溫功能的正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻加熱片作為加熱器件，以陶瓷纖維保溫，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、熱效率高、升溫迅速、功耗低、無需閉環(huán)控制等優(yōu)點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置。
【專利說明】用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及原子熒光的分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及原子熒光的低溫點(diǎn)火原子化器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]原子化器是原子熒光光譜儀的核心器件之一，在原子熒光光譜儀的工作過程中起到原子化的作用，而原子化器的加熱裝置則是起到保證原子化效率的關(guān)鍵作用，決定了原子熒光光譜儀的元素分析靈敏度和重復(fù)性。
[0003]1998年，張錦茂等報(bào)道了 “低溫原子化”技術(shù)(張錦茂、張勤、寧建統(tǒng).氬氫火焰低溫自動(dòng)點(diǎn)燃裝置用于氫化物-原子熒光光譜分析中研究[J].巖礦測(cè)試，1998，17(1):22?28)。與早期的高溫石英爐原子化器相比，不僅使所有被測(cè)元素的分析靈敏度分別提高了 2?7倍；同時(shí)有效地克服了砷、銻和鉛等元素較為嚴(yán)重的記憶效應(yīng)；而且大大延長(zhǎng)了電爐絲的使用壽命。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在我國各種原子熒光光譜儀上。
[0004]我國專利號(hào)為ZL94207732.6的專利報(bào)道了一種氫化物原子熒光氬氫火焰的低溫自動(dòng)點(diǎn)燃裝置，采用電阻絲對(duì)石英爐管加熱，同時(shí)采用熱電偶監(jiān)測(cè)加熱溫度，系統(tǒng)根據(jù)反饋的溫度進(jìn)行恒溫控制。
[0005]我國專利號(hào)為ZL98207255.4的專利報(bào)道了一種石英爐原子化器，采用釉膜電阻
對(duì)石英爐管進(jìn)行紅外加熱。
[0006]我國專利號(hào)為ZL200720190235.7的專利報(bào)道了一種溫度可控帶預(yù)熱的石英加熱爐體，采用釉膜電阻對(duì)石英爐管進(jìn)行紅外加熱，同時(shí)采用熱電偶進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)根據(jù)反饋的溫度進(jìn)行恒溫控制。
[0007]上述報(bào)道中采用了電阻絲和釉膜電阻對(duì)石英爐管進(jìn)行加熱，系統(tǒng)根據(jù)熱電偶，反饋的溫度進(jìn)行恒溫控制。由于上述加熱裝置需要進(jìn)行閉環(huán)溫度控制，因此控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度大大提高。以原子熒光最常用的200°C為例，如果需要精確控制原子化器加熱裝置的溫度在200°C，則在接近控制溫度點(diǎn)時(shí)，需要精確調(diào)節(jié)，快速反饋，大大延長(zhǎng)了原子化器的預(yù)熱時(shí)間。如果加熱速率過快，還容易造成加熱溫度超過設(shè)定點(diǎn)的過沖現(xiàn)象，影響了分析結(jié)果的重復(fù)性。
[0008]本發(fā)明針對(duì)上述問題，提出了一種基于正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻加熱器件作為低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置設(shè)計(jì)。PTC熱敏電阻具有自限溫特性，即在較低溫度下處于低阻高功率狀態(tài)，在通電狀態(tài)下快速加熱，到達(dá)居里溫度時(shí)，其自身電阻急劇上升31個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)加熱功率也急劇下降。PTC熱敏電阻用在中小功率加熱器件上，具有傳統(tǒng)發(fā)熱元件無可比擬的優(yōu)勢(shì)，如自動(dòng)恒溫發(fā)熱、永遠(yuǎn)不會(huì)超溫、無明火、熱轉(zhuǎn)換效率高、工作電壓寬、工作壽命長(zhǎng)等。本發(fā)明采用PTC熱敏電阻作為加熱器件，利用PTC熱敏電阻的自限溫特性達(dá)到自動(dòng)控溫的目的，將原子化器加熱裝置的溫度自動(dòng)恒溫在200°c，無需熱電偶監(jiān)測(cè)溫度和閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫度控制恒定，可靠性高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]針對(duì)低溫點(diǎn)火原子化器的現(xiàn)有加熱裝置由于需要閉環(huán)控溫，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可操作性差，裝配要求高等缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于:提供一種用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，無需控溫系統(tǒng)和溫度監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0011]一種用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的導(dǎo)熱管、電加熱片、保溫層和保護(hù)外殼，所述電加熱片由正溫度系數(shù)材料制成。
[0012]所述保護(hù)外殼將所述導(dǎo)熱管、電加熱片與保溫層固定住。
[0013]所述導(dǎo)熱管的材質(zhì)為銅、鋁、不銹鋼或鈦合金。
[0014]所述導(dǎo)熱管的長(zhǎng)度為20?100mm,內(nèi)徑為3?20mm,外徑為5?30mm,壁厚為I?5mmο
[0015]所述導(dǎo)熱管的長(zhǎng)度為20?50mm,內(nèi)徑為5?15mm,外徑為7?19mm,壁厚為I?2mm。
[0016]所述電加熱片為具有自控溫加熱功能的正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻加熱片。
[0017]所述電加熱片的數(shù)量為f 4片，長(zhǎng)度為2(T200mm，寬為2?20_，厚為f 8_，工作電壓為直流5飛0V，自控溫的溫度為10(T280°C。
[0018]所述電加熱片數(shù)量為2?4片，長(zhǎng)度為20?50臟，寬為2?10mm，厚為2?5mm，工作電壓為直流12V或24V，自控溫的溫度為200°C。
[0019]所述保溫層的材質(zhì)為陶瓷纖維，所述保溫層的長(zhǎng)度為20?200mm，內(nèi)徑為7?46mm,外徑為13?56mm,厚為3?5mm。
[0020]所述保護(hù)外殼的材質(zhì)為氧化鋁或氧化鋯陶瓷。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:采用具有自控溫加熱特性的PTC熱敏電阻加熱片作為原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，解決了傳統(tǒng)低溫點(diǎn)火原子化器閉環(huán)溫度控溫系統(tǒng)較為復(fù)雜、熱效率低的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明:1-導(dǎo)熱管；2_PTC熱敏電阻加熱片；3_保溫層；4_保護(hù)外殼。【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的PTC自控溫加熱裝置，由導(dǎo)熱管、電加熱片(優(yōu)選PTC熱敏電阻加熱片)、保溫層和保護(hù)外殼組成，所述導(dǎo)熱管上的外側(cè)依次包覆安裝有所述PTC熱敏電阻加熱片、所述保溫層以及所述保護(hù)外殼，并憑借陶瓷材料的所述保護(hù)外殼將所有器件固定。
[0025]所述導(dǎo)熱管的長(zhǎng)度為20?100mm,內(nèi)徑為3?20mm,外徑為5?30mm,壁厚為f 5mm，材質(zhì)為銅、鋁、不銹鋼或鈦合金等導(dǎo)熱金屬。
[0026]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述導(dǎo)熱管的長(zhǎng)度為20?50mm,內(nèi)徑為5?15mm,外徑為7?19mm,壁厚為I?2mm,材質(zhì)為銅或招。
[0027]所述電加熱片為具有自控溫加熱功能的PTC熱敏電阻加熱片，數(shù)量為f 4片，長(zhǎng)度為2(T200mm，寬為2?20mm，厚為f 8mm，并連接至電源，工作電壓為直流5飛0V，根據(jù)熱敏電阻材料的不同，自控溫的溫度為10(T28(TC。
[0028]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述電加熱片數(shù)量為2?4片，長(zhǎng)度為20?50臟，寬為2?10mm，厚為2飛mm，工作電壓為直流12V或24V，自控溫的溫度為200°C。
[0029]所述保溫層的材料為陶瓷纖維,長(zhǎng)度為20?200mm，內(nèi)徑為7?46mm，外徑為13?56mm,厚為3?5_。保護(hù)外殼由氧化招或氧化錯(cuò)陶瓷制成。
[0030]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述保溫層長(zhǎng)度為20?50臟，內(nèi)徑為11?29mm，外徑為17?39mm,壁厚為3?5mm。
[0031 ] 所述保護(hù)外殼可由氧化鋁陶瓷制成。
[0032]本發(fā)明采用PTC熱敏電阻作為加熱器件，利用PTC熱敏電阻的自限溫特性達(dá)到自動(dòng)控溫的目的，將原子化器加熱裝置的溫度自動(dòng)恒溫在200°C，無需熱電偶監(jiān)測(cè)溫度和閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫度控制恒定，可靠性高。
[0033]以上說明對(duì)本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的導(dǎo)熱管、電加熱片、保溫層和保護(hù)外殼，所述電加熱片由正溫度系數(shù)材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述保護(hù)外殼將所述導(dǎo)熱管、電加熱片與保溫層固定住。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述導(dǎo)熱管的材質(zhì)為銅、鋁、不銹鋼或鈦合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述導(dǎo)熱管的長(zhǎng)度為20?100mm,內(nèi)徑為3?20mm,外徑為5?30mm,壁厚為I?5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述導(dǎo)熱管的長(zhǎng)度為20?50mm,內(nèi)徑為5?15mm,外徑為7?19mm,壁厚為I?2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述電加熱片為具有自控溫加熱功能的正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻加熱片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述電加熱片的數(shù)量為廣4片，長(zhǎng)度為2(T200mm，寬為2?20mm，厚為f 8mm，工作電壓為直流5?60V，自控溫的溫度為10(T280°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述電加熱片數(shù)量為2?4片，長(zhǎng)度為2(T50mm，寬為2?10臟，厚為2飛mm，工作電壓為直流12V或24V，自控溫的溫度為200°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述保溫層的材質(zhì)為陶瓷纖維，所述保溫層的長(zhǎng)度為20?200mm，內(nèi)徑為7?46mm，外徑為13?56mm,厚為3?5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原子熒光低溫點(diǎn)火原子化器的加熱裝置，其特征在于:所述保護(hù)外殼的材質(zhì)為氧化鋁或氧化鋯陶瓷。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK103630516SQ201210306869
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】梁敬, 王慶, 陳璐, 董芳, 侯愛霞, 楊名名, 張錦茂 申請(qǐng)人:北京瑞利分析儀器有限公司