據最新消息,由浙江中控技術股份有限公司牽頭的國家重大科學儀器設備開發專項《千瓦級微波等離子體炬發射光譜儀的開發和應用》日前順利通過科技部專家組的中期評估。國家將按原定計劃繼續支持該項目直至按計劃完成,相關的成果也已申請專利并被專業學術刊物(《高等學校化學學報》)發表。
《千瓦級微波等離子體炬發射光譜儀的開發和應用》于2013年9月入選“國家重大科學儀器設備開發專項2013年度擬立項項目”。為此,儀器信息網編輯特別采訪了該項目的第一技術負責人浙江大學金欽漢教授(2013年10月)。當時,金欽漢教授指出千瓦級微波等離子體炬(MPT)發射光譜儀的開發難點在于微波源和炬管。經過兩年的努力之后,現在項目的進展情況如何?都取得了哪些創新成果?
據金欽漢教授介紹,通過近兩年的努力,該項目取得了一系列的重要進展,在技術上的創新成果主要有以下幾點:
首次開發出“雙諧振結構”炬管,獲得了可在千瓦級功率下長期穩定工作的MPT等離子體;首次獲得了由“雙絲旋轉”形成的高性能倒漏斗形微波等離子體炬光源;研制成功首臺高穩定度(功率穩定度<3%)千瓦級微波功率源;研制了可在千瓦級微波功率下穩定工作的單通道順序掃描型MPT光譜儀和全譜直讀型MPT光譜儀樣機各1臺。分析性能指標接近常見市售ICP光譜儀指標,在采用氦氣工作時則可做鹵素的發射光譜法檢測;初步建立了兩種類型儀器的相關測控軟件和譜線庫。
當有MgCl2樣品溶液引入較低功率(<400瓦)ArMPT時用超高速(6000幀/秒)攝像機拍到的MPT視頻,可以清晰看到“單絲”等離子體在旋轉。而當所加微波功率超過約800瓦時則將轉變為對稱旋轉著的“雙絲”等離子體。
(左)在炬管滿足雙諧振結構條件下形成的千瓦級氬MPT十分穩定,并可耐受大量濕氣溶膠的引入;
(右)引入多元素混合樣時的照片(注意:兩圖的放大倍數有別!)