增强装置及其使用方法

专利名称：增强装置及其使用方法
技术领域：
在此揭示的特定的例子通常涉及增强装置，举例来i兌， 为才是供射频而配置的增强装置。更具体地i兌，特定的例子涉及可 以用来将补充能量提供给诸如火焰或等离子体之类原子化来源 的增强装置。
背景技术：
诸如火焰之类的原子化来源可以用于多种应用，例如， 焊接、化学分析，等等。在一些例证中，用于化学分析的火焰不 够热，不足以使注入火焰的全部液体样品蒸发。除此之外，液体 样品的引进可能导致可能提供混合结果的区域温度。 另一种实现原子化的途径是使用等离子体来源。等离子 体已经被用于许多技术领域，包括化学分析。等离子体是包含高 浓度的阳离子和电子的导电气体混合物。等离子体的温度可能高 达大约6000-10000开氏度，耳又决于等离子体的区域，然而火焰 的温度时常是大约1400-1900开氏度，取决于火焰的区域。由于 等离子体的温度比4支高，所以4匕学物种的更迅速的蒸发、原子化 和/或离子化可能一皮实现。 等离子体的4吏用可能在某些应用中有一些缺点。？见察在 等离子体中来自某些化学物种的光学发射可能由于等离子体的背景信号强而受到干扰。另外，在一些环境中，等离子体的产生
可能需要相当高的氩气总流速(例如，大约11-17升/分钟)以产生 等离子体，包括热隔离等离子体的大约5-15升/分钟的氩气流速。 除此之外，含水样品注入等离子体可能导致由于溶剂蒸发引起等 离子体温度下降，即，由于去溶剂化作用造成温度下降。这种温 度下降可能在某种意义上降低某些化学物种的原子化和离子化 的效率。 为了尝试降低某些特定物种(诸如砷、镉、硒、铅之类 难以电离的物种)的检测极限，已经将较高的功率用于等离子体， 但是增加功率也造成来自等离子体的背景信号增加。 现有技术的某些方面和例子用早先的原子化来源减轻 了一些上述的关心。举例来说，增强装置在这里被展示为一种帮 助诸如火焰、等离子体、电弧和火花之类其它的原子化来源的方 式。这些实施方案中的某些实施方案可以-提高原子化效率、离子 化效率，减少背景噪音和/或增加来自分裂为原子的和电离的物种 的发射信号。

发明内容
依照第一方面，揭示一种增强装置。如同在这〗分揭示中 到处使用的那样，术语"增强装置"指的是为将补充能量提供给 另一个装置或那个装置的另一区域(例如，原子化抢室、去溶剂 化艙室、激发舱室，等等)而配置的装置。在特定的例子中，射 频(RF)增强装置可能是为将补充能量(例如，以射频能量的形式) 提供给原子化来源(例如，火焰、等离子体、电弧、火花或它们 的组合)而配置的。这样的补充能量可能被用来帮助被引进原子 化来源的物种的去溶剂化、原子化和/或离子化，可能被用来激发原子或离子，可能被用来延伸光学路径长度，可能被用来改善检 测才及限，可能4皮用来增加样品装填尺寸或可能被用于许多对巴补充 能量提供给原子化来源可能是令人想要的或有利的附加用途。在 此揭示的增强装置的其它用途将被原本熟悉这项技术的人辨认 出，从而获得这份揭示的利益，而这些增强装置在化学分析、焊
4妄、溅射、蒸镀、化学合成和;故射性废物处理方面的可仿效的附
加用途将在下面提供，以便举例说明在此揭示的某些说明性的增 强装置的 一些特4正和用途。 依照其它方面，提供一种原子化装置。在特定的例子中， 该原子化装置可能包括一个与原子化来源一起配置的抢室和至 少 一 个为将射频能量提供给所述抢室而配置的增强装置。原子化 来源可能是可以使物种分裂为原子和/或电离的装置，包括但不限 于火焰、等离子体、电弧、火花，等等。增强装置可能是为将补 充能量提供给该抢室的一个或多个适当的区域以致存在于该艙 室中的物种可以被分裂为原子、电离和/或激发而配置的。用来i殳 计或组装所述的原子化来源和增强装置的适当的装置和零部件 将被原本熟悉这项技术的人毫不迟疑地选定，从而获得这份揭示
的利益，而可仿效的装置和零部^N寻在下面讨i仑。 依照另一些方面，揭示原子化装置的另一个例子。在特 定的例子中，原子化装置包括第一抢室和第二抢室。第一舱室包 括原子化来源。该原子化来源可能是可以4吏物种分裂为原子和/ 或电离的装置，包括但不限于火焰、等离子体、电弧、火花，等 等。第二舱室可能包括至少 一个为将射频能量提供给第二舱室为 激发进入第二艙室的任何原子或离子4是供补充能量而配置的增 强装置。在这个实施方案中，第一和第二抢室可能是有流体传递 的，以致在第 一 抢室中分裂为原子或电离的物种可以进入第二抢 室。用来4是供在第 一抢室和第二艙室之间有流体传递的配置的适
当的例子将在下面讨论，而附加的配置可以被原本熟悉这项技术 的人选定，/人而获得这〗分揭示的利益。 依照其它的方面，揭示一种用于发射光i普("OES") 的装置。在特定的例子中，OES装置可能包括一个包括原子化来 源的抢室和至少 一 个为将射频能量提供给所述舱室而配置的增 强装置。在其它的例子中，OES装置可能包括第一艙室和第二般 室，其中第一抢室包括原子化来源，而第二抢室可能包括为将射 频提供给该第二舱室而配置的增强装置。原子化来源可能是火 焰、等离子体、电弧、火花或其它可以使引进第一艙室的化学物 种分裂为原子和/或电离的适当装置。OES装置可能进一步包括为 检测使用该OES装置分裂为原子和/或电离的物种所发出的光的 凌t量和/或光的波长而配置的光纟金测器。依据OES装置的配置， OES装置可能被用来检测原子发射、荧光、磷光和其它的光发射。 OES装置可能进一步包括适当的电路、算法和软件。为倾向性用 途设计适当的O E S装置以获得这份揭示的利益将在原本熟悉这 项技术的人的能力范围之内。在特定的例子中，OES装置可能包 括至少两个用于物种的原子化、离子化和/或测的等离子体来 源。 依照另一些方面，揭示一种用于吸收光i普("AS")的 装置。在特定的例子中，AS装置可能包括一个包括原子化来源的 舱室和至少一个为将射频能量提供给该舱室而配置的增强装置。 在其它的例子中，AS装置可能至少包括第一舱室和与第一舱室有 流体传递的第二舱室，其中笫一抢室包括原子化来源。第二舱室 可能包括至少 一个为将射频能量提供给第二抢室而配置的增强 装置。原子化来源可能是火焰、等离子体、电弧、火花或其它可 能使化学物种分裂为原子和/或电离的适当来源。AS装置可能进 一步包括为提供一个或多个波长的光而配置的光源和为检测被
一个或多个舱室中存在的物种吸收的光的数量而配置的光检测
器。AS装置可能进一步包括技术上已知用于这样的装置的那种类
型的适当的电路、算法和软件。 依照另一些方面，揭示一种用于质i普("MS")的装置。 在特定的例子中，MS装置可能包括与质量分析器、质量检测器 或质语4义耦合或连接的原子化装置。在一些例子中，MS装置包 括有舱室的原子化装置，该抢室包括原子化来源和至少一个为将 射频能量4是供给该抢室而配置的增强装置。在其它的例子中， MS装置包括第一艙室和与第一般室有流体传递的第二抢室，其 中第一舱室包括原子化来源。第二舱室可能包括至少一个为将射 频能量提供给第二抢室而配置的增强装置。原子化来源可能是火 焰、等离子体、电弧、火花或其它可以使化学物种分裂为原子和 /或电离的适当的来源。在一些例子中，MS装置可能是这样配置 的，以致该抢室或第一和第二抢室可以与质量分4斤器、质量4全测 器或质^普4义这样耦合或连4妾，以致退出该抢室或第一和第二艙室 的物种可以进入用于纟企测的质量分析器、质量4全测器或质讀—义。 在其它的例子中，MS装置可能是这才羊配置的以致那些物种首先 进入质量分析器、质量^^测器或质语^f义，然后进入该抢室或第一 和第二舱室以便使用光学发射、吸收、荧光或其它的光谱或分析
技术进行检测。选4奪适当的装置和方法使质量分析器、质量检测 器或质谱4义与在此揭示的原子化装置耦合完成质i普分析获得这 d分揭示的利益将在原本熟悉这项#支术的人的能力范围之内。 依照另一些方面，揭示一种用于红外光i普("IRS")的 装置。在特定的例子中，IRS装置可能包括与红外检测器或红外 光i普仪耦合或连接的原子化装置。在一些例子中，IRS装置可能 包括有一个抢室的原子化装置，该艙室包括原子化来源和至少一 个为将射频能量纟是供给该狳室而配置的增强装置。在其它的例子
中，IRS装置可能包括第一抢室和与第一抢室有流体传递的第二 抢室，其中第一抢室包括原子化来源。第二抢室也可能包括至少 一个为将射频能量提供给第二抢室而配置的增强装置。原子化来 源可能是火焰、等离子体、电弧、火花或其它可能使化学物种分
裂为原子和/或电离的适当的来源。在一些例子中，IRS装置可能 是这样配置的，以致所述抢室或第 一 和第二抢室可能与红外;险测 器或红外光语仪是这样耦合或连接的，以致退出所述抢室或第一 和第二舱室的物种可能进入红外检测器进行检测。在其它的例子 中，IRS装置可能是这样配置的，以致所述物种首先进入红外才企 测器或红外光谱4义，然后进入所述抢室或第一和第二抢室，以使_ 使用光学发射、吸收、荧光或其它适当的光谱或分析技术进行冲全 测 依照另外一些方面，揭示一种用于荧光光"i普("FLS") 的装置。在特定的例子中，FLS装置可能包括与荧光检测器或荧 光计耦合或连接的原子化装置。在一些例子中，FLS装置可能包 括有一个抢室的原子化装置，所述抢室包括一个原子化来源和至 少一个为将射频能量提供给该抢室而配置的增强装置。在其它的 例子中，FLS装置可能包括第 一抢室和与第 一抢室有流体传递的 第二舱室，其中第一舱室包括原子化来源。第二舱室可能包括至 少一个为将射频能量提供给第二舱室而配置的增强装置。原子化 来源可能是火焰、等离子体、电弧、火花或其它可能使化学物种 分裂为原子和/或电离的适当来源。在一些例子中，FLS装置可能 是这样配置的，以致原子化装置的舱室或第一和第二抢室可能与 荧光检测器或荧光计这样耦合或连接，以致退出所述舱室或第一 和第二抢室的物种可能进入荧光纟全测器进行一全测。在其它的例子 中，FLS装置可能是这样配置的，以致所述物种首先进入荧光检 测器或荧光计，然后进入所述原子化装置的舱室或第一和第二抢
室，以便使用光学发射、吸收、荧光或其它适当的光谱或分析技 术进行检测。 依照进一步的方面，揭示一种用于石粦光光i普("PHS") 的装置。在特定的例子中，PHS装置可能包括与磷光纟企测器或磷 光计耦合或连接的原子化装置。在一些例子中，PHS装置可能包 括有一个舱室的原子化装置，所述輪室包括一个原子化来源和至 少 一个为将射频能量提供给该抢室而配置的增强装置。在其它的 例子中，PHS装置可能包括第一艙室和与第一抢室有流体传递的 第二舱室，其中第一抢室包括原子化来源。第二抢室可能包括至 少 一个为将射频能量提供给该抢室而配置的增强装置。原子化来 源可能是火焰、等离子体、电弧、火花或其它可能使化学物种分 裂为原子和/或电离的适当来源。在一些例子中，PHS装置可能是 这样配置的，以致该原子化装置的抢室或第一和第二舱室可能与 磷光4全测器或石粦光计这样耦合或连冲妻，以致退出所述抢室或第一 和第二艙室的物种可能进入磷光检测器进行检测。在其它的例子
中，PHS装置可能是这样配置的，以致所述物种首先进入磷光4全 测器或磷光计，然后进入原子化装置的抢室或第一和第二抢室， 以便使用光学发射、吸收、荧光或其它适当的光谱或分析技术进 行检测。
依照其它的实施方案，揭示一种用于拉曼光语("RAS")
的装置。在特定的例子中，RAS装置可能包括与拉曼检测器或拉
曼光语仪耦合或连接的原子化装置。在一些例子中，RAS装置可
能包括有一个抢室的原子化装置，其中所述舱室包括原子化来源 和至少一个为将射频能量提供给该舱室而配置的增强装置。在其
它的例子中，RAS装置可能包括第 一舱室和与第 一舱室有流体传 递的第二抢室，其中第一抢室包括原子化来源。第二抢室可能包 括为将射频能量提供给第二舱室而配置的增强装置。原子化来源可能是火焰、等离子体、电弧、火花或其它可能使化学物种分裂
为原子和/或电离的适当来源。在一些例子中，RAS装置可能是这
样配置的，以致原子化装置的抢室或第一和第二抢室可能与4立曼 ;险测器或拉曼光谱仪这样耦合或连4妾，以致退出该抢室或第一和 第二抢室的物种可能进入拉曼检测器或光谱仪进行检测。在其它
的例子中，RAS装置可能是这样配置的，以致所述物种首先进入 拉曼检测器或拉曼光谱仪，然后进入原子化装置的抢室或第 一和 第二抢室，以便使用光学发射、吸收、荧光或其它适当的光"i普或 分析」技术进行纟企测。 依照其它的方面，揭示一种用于X-射线光i普("XRS") 的装置。在特定的例子中，XRS装置可能包括与X-射线检测器或 X-射线光i普仪耦合或连接的原子化装置。在一些例子中，XRS装 置可能包括有一抢室的原子化装置，该艙室包括原子化来源和至 少 一个为将射频能量纟是供给该抢室而配置的增强装置。在其它的 例子中，XR S装置可能包括第 一 舱室和与第 一 舱室有流体传递的 第二艙室，其中第一抢室包括原子化来源。第二抢室可能包括为 将射频能量提供给第二抢室而配置的增强装置。原子化来源可能 是火焰、等离子体、电弧、火花或其它可能使化学物种分裂为原 子和/或电离的适当来源。在一些例子中，XRS装置可能是这样配 置的，以致原子化装置的抢室或第一和第二抢室可能与X-射线才全 测器或X-射线光i普4义这冲羊耦合或连4妻，以致退出该抢室或第 一和 第二抢室的物种可能进入X-射线#r测器或光i普4义进行4佥测。在其 它的例子中，XRS装置可能是这样配置的，以致所述物种首先进 入X-射线检测器或X-射线光语仪，然后进入原子化装置的抢室或 第一和第二抢室，以侵 使用光学发射、吸收、荧光或其它适当的 光i普或分一斤纟支术进^^全测。 依照另外一些方面，揭示一种用于气相色谱("GC") 的装置。在特定的例子中，GC装置可能包括与气相色谱仪耦合 或连接的原子化装置。在一些例子中，GC装置可能包括有一个 抢室的原子化装置，其中所述舱室包括原子化来源和至少一个为 将射频能量提供给该抢室而配置的增强装置。在其它的例子中， GC装置可能包括第一餘室和与第一舱室有流体传递的第二抢 室，其中第一舱室包括原子化来源。第二舱室可能包括至少一个 为将射频能量提供给第二舱室而配置的增强装置。原子化来源可 能是火焰、等离子体、电孤、火花或其它可能使化学物种分裂为 原子和/或电离的适当来源。在一些例子中，GC装置可能是这样 配置的，以致原子化装置的抢室或第一和第二抢室可能与气相色 谱仪这样耦合或连接，以致退出该抢室或第 一和第二抢室的物种 可能进入气相色语^f义进行分离和/或4全测。在其它的例子中，GC 装置可能是这样配置的，以致所述物种首先进入气相色谱仪然后 进入原子化装置的抢室或第一和第二抢室，以便使用光学发射、 依照其它的方面，揭示一种用于液体色i普("LC")的 装置。在特定的例子中，LC装置可能包括与液体色谱仪耦合或连 接的原子化装置。在一些例子中，LC装置可能包括有一抢室的原 子化装置，该抢室包括原子化来源和至少一个为将射频能量提供 给该抢室而配置的增强装置。在其它的例子中，LC装置可能包括 第 一抢室和与第 一抢室有流体传递的第二抢室，其中第 一抢室包 括原子化来源。第二舱室可能包括至少 一 个为将射频能量提供给 第二抢室而配置的增强装置。原子化来源可能是火焰、等离子体、 电弧、火花或其它可能使化学物种分裂为原子和/或电离的适当来 源。在一些例子中，LC装置可能是这样配置的，以致原子化装置 的抢室或第 一和第二舱室可能与液体色语仪这样耦合或连接，以 致退出该輪室或第一和第二舱室的物种可能进入液体色谱—义进 行分离和/或检测。在其它的例子中，LC装置可能是这样配置的， 以致所述物种首先进入液体色谱4义，然后进入原子化装置的艙室 或第一和第二舱室，以便使用光学发射、吸收、荧光或其它适当
的光谱或分析技术进行检测。 依照另外一些方面，揭示一种用于核磁共振("NMR") 的装置。在特定的例子中，NMR装置可能包括与核》兹共才展才企测器 或核石兹共振光谱^f义耦合或连4妄的原子化装置。在一些例子中， NMR装置包括有一抢室的原子化装置，其中所述舱室包括原子化 来源和至少一个为将射频能量提供给该舱室而配置的增强装置。 在其它的例子中，NMR装置可能包括第一抢室和与第一抢室有流 体传递的第二抢室，其中第一抢室包括原子化来源。第二般室可 能包括至少 一个为将射频能量提供给第二舱室而配置的增强装 置。原子化来源可能是火焰、等离子体、电弧、火花或其它可能 使化学物种分裂为原子和/或电离的适当来源。在一些例子中， NMR装置可能是这样配置的，以致原子化装置的抢室或第一和第 二艙室可能与核磁共振检测器或核磁共振光谱仪这样耦合或连 才妻，以致退出该抢室或第 一和第二抢室的物种可能进入核》兹共4展 检测器或核；兹共振光谱仪进行检测。在其它的例子中，核磁共振 检测器或核磁共振光i普仪可能是这样配置的，以致所述物种首先 进入核^兹共振;险测器或核》兹共振光谱4义然后进入原子化装置的 舱室或第一和第二舱室，以便使用光学的发射，吸收，荧光或其 它的分光镜的或分析的技术进行检测。选择适当的装置和方法使 核》兹共振;险测器或核；兹共振光i普仪与这里揭示的原子化装置耦 合完成核磁共振光语分析获得这份揭示的利益将在原本熟悉这 项4支术的人的能力范围内。 依照另外一些方面，提供一种用于电子自旋共振 ("ESR")的装置。在特定的例子中，ESR装置可能包括与电子
旋转共振检测器或电子自旋共振光语仪耦合或连接的原子化装
置。在一些例子中，ESR装置可能包括有一抢室的原子化装置，
其中所述舱室包括原子化来源和至少 一 个为将射频能量提供给
该抢室而配置的增强装置。在其它的例子中，ESR装置可能包括 第一舱室和与第一舱室有流体传递的第二舱室，其中第一抢室包 括原子化来源。第二抢室可能包括至少 一 个为将射频能量提供给 第二舱室而配置的增强装置。原子化来源可能是火焰、等离子体、 电弧、火花或其它可能使化学物种分裂为原子和/或电离的适当来 源。在一些例子中，ESR装置可能是这样配置的，以致原子化装 置的舱室或第一和第二舱室可能与电子自旋共振检测器或电子 自旋共振光谱仪这样耦合或连接，以致退出该舱室或第 一舱室和 第二抢室的物种可能进入电子自旋共振;险测器或电子自旋共振 光镨仪进行4全测。在其它的例子中，电子自旋共振一企测器或电子 自旋共振光谱4义可能是这样配置的，以致所述物种首先进入电子 自旋共振检测器或电子自旋共振光语仪然后进入原子化装置的 抢室或第一和第二舱室使用光学的发射、吸收、荧光或其它的分 光4竟的或分析的纟支术进行一全测。 依照其它的方面，揭示一种焊接装置。该焊接装置可 能包括电极、喷嘴和至少一个围住电极和/或喷嘴的一些部分为提 供射频而配置的增强装置。包括增强装置的焊接装置可能用于适 当的焊接应用，举例来说，鹤惰性气体(TIG)焊接、等离子体电 弧焊(PAW)、潜弧焊(SAW)、激光焊-接和高频焊^接。可仿效的实 现在此揭示的增强装置与焊4妻火炬结合的配置将在下面讨i仑，而 其它适当的配置将很容易被原本熟悉这项技术的人选定，提供这 份揭示的利益。 依照另外一些方面，提供一种等离子体切割机。在特 定的例子中，等离子体切割机可能包括 一 个包括电极的舱室或导
槽。在这个例子中，抢室或导槽可能是这样配置的，以致切割气 体可以通过该輪室流动而且可以与电纟及有流体传递，而〗呆护气体 可以在切割气体和电才及周围流动4吏诸如切割表面氧化之类的干 扰减到最少。在这个例子中，等离子体切割机可能进一步包括至 少 一 个为增加切割气体的电离和/或纟是高切割气体的温度而配置 的增强装置。适当的切割气体可能很容易被原本熟悉这项技术的 人选定，以获得这份揭示的利益，而且可仿效的切割气体包4舌， 举例来i兌，氩气、氢气、氮气、氧气和它们的混合物。 依照另外的一些方面，揭示一种蒸镀装置。在特定的 例子中，该蒸镀装置可能包括物质来源、反应室、有至少一个增 强装置的能量来源、真空系统和排气系统。该蒸镀装置可能是为 将材料沉积在样品或基材上而配置的。 依照另一些方面，揭示一种溅射装置。在特定的例子 中，该溅射装置可能包括靶和热源，后者包括至少一个增强装置。 该热源可能是为<吏原子和离子乂人草巴上喷出而配置的。喷出的原子 和离子可能沉3只在，举例来"i兌，才羊品或基才才上。 依照其它的方面，揭示一种用于分子束外延的装置。 在特定的例子中，该装置可能包括为4妻受样品配置的生长室、至 少 一个为将原子和离子提供给生长室配置的物质来源和至少一 个为将射频能量提供给那至少一个物质来源配置的增强装置。该 分子束外延装置可能被用于，举例来说，使某些材料沉积到样品 或基材上。 依照进一步的方面，揭示一种化学反应室。在特定的 例子中，该〗匕学反应室包4舌一个有原子4匕来源的反应室和至少一 个为将射频能量提供纟会该化学反应室而配置的增强装置。该反应
室可以进一步包^舌用来^巴反应物和/或催化剂引进该反应室的入 口。该反应室可以用于，举例来说，控制或促进产物之间的反应 和支持由反应物产生的一种或多种产物。 依照另外一些方面，揭示一种用于it射性废物处理的 装置。在特定的例子中，该装置包括为接受放射性废物配置的抢 室、为使放射性废物分裂为原子和/或氧化配置的原子化来源和用 来引进可能与放射性材料反应或相互作用提供稳定形式的附加 反应物或物种的入口。所述的稳定形式可能是，举例来说，使用 ;者如掩埋等适当的处理4支术处理的。 依照另外一些方面，揭示一种光源。在特定的例子中， 该光源可能包括原子化来源和至少 一个增强装置。原子化来源可 能是为使样品分裂为原子而配置的，而增强装置可能是为了激发 分裂为原子的样品而配置的，其中所述样品可以通过将射频能量 提供给分裂为原子的样品发出光子提供光源。 依照另一些方面，揭示一种包^fe原子化来源和樣t波来 源的原子化装置(例如，其中的樣"皮炉)。在特定的例子中，樣吏波 来源可能是为把微波提供给原子化来源产生等离子体羽流或延
伸的等离子体羽流而配置的。举例来"i兑，包括^效波来源的原子^b
装置可能被用于许多应用，包括化学分析、焊接、切割，等等。 依照其它方面，揭示一种小型化的原子化装置。在特 定的例子中，该小型化的原子化装置可能是为提供可能被认为是 安装地点分析的装置而配置的。在其它特定的例子中，揭示一些 包括至少 一个增强装置的微等离子体。 依照另外一些方面，揭示一种有限用途的原子化装置。 在特定的例子中，有限用途的原子化装置可能被配置成有至少一 个增强装置而且可能^皮进一步配置成为一、二或三种测量准备足 够的功率和/或燃料。有限用途装置可能包括用于诸如砷、铬、硒、铅之类物种的测量的检测器。 依照另外一些方面，揭示一种一皮配置成4全测浓度 K平 至多大约0.6微克/升的砷的发射光语仪。在特定的例子中，该光 语仪可能包括可以激发分裂为原子的砷物种〗吏之适合在至多大 约0.3微克/升的水平下进行4企测的装置。 依照其它方面，揭示一种一皮配置成沖全测;农度水平至多 大约0.014微克/升的镉的发射光谱仪。在特定的例子中，该光谱微克/升的水平下进行检测的装置。 依照另外的方面，揭示一种,皮配置成4企测;农度 K平至 多大约0.28樣i克/升的铅的发射光谦。在特定的例子中，该光谱 仪可能包括原子化装置和增强装置，后者可以激发分裂为原子的 铅物种4吏之适合在大约0.14樣i克/升的水平下进^^全测。 依照另外一些方面，揭示一种一皮配置成4企测浓度水平 至多大约0.6微克/升的硒的发射光谱仪。在特定的例子中，该光语仪可能包括可以激发分裂为原子的石西物种4吏之适合在至多大 约0.3樣i克/升的水平下进4于4佥测的装置。 依照进一步的方面，揭示一种包括电感耦合等离子体 和至少一个增强装置的光谱语义。在特定的例子中，该光语义可能被配置成增加样品发射信号但不显著增加背景信号。在一些例子中，光谱仪可能被配置成与装置不包括增强装置或装置关掉其增 强装置操作时的发射信号相比样品发射信号至少增加大约5倍以 上。在其它的例子中，发射信号可能被增加，例如，至少大约5 倍，而使用增强装置背景信号没有实质性的增加。依照举交多的方面，揭示一种用于OES的装置，该装置 包括电感耦合等离子体和至少一个增强装置。在特定的例子中， OES装置可能被配置成用载气按小于大约15:1的比例稀释样品。 在其它特定的例子中，OES装置可能被配置成用载气按小于大约 10:1的比例稀释样品。在另外一些例子中，OES装置可能被配置 成用载气4要小于大约5:1的比例稀释样品。 依照附加的方面，提供一种包括电感耦合等离子体和 至少一个增强装置的光讀^义。在特定的例子中，该光i普^义可能蜂皮 配置成至少部分地阻断来自初始等离子体放电的信号。 依照其它的方面， 一是供一种为低UV测量配置的包括至 少一个增强装置的光语仪。如同在此使用的那样，"低UV"指 的是通过检测在90纳米到200个纳米波长范围中发出或吸收的 光进行的测量。在特定的例子中，包括增强装置的抢室可能与真 空泵流体耦合以便将样品吸进该輪室。在其它的例子中，包括增 强装置的抢室也可能与光谱仪上的窗口或孔口这样光学耦合以 致实质上没有空气或氧气可能出现在光学^^径中。 依照另一些方面，l是供一种^f吏用增强装置强化物种原 子化的方法。这个方法的特定例子包括将样品引进原子化装置和 在样品原子化期间由至少 一 个增强装置提供射频能量来强化原 子化。该原子化装置可能包括有在此揭示的增强装置的任何原子化来源或将被原本熟悉这项技术的人选定获得这份揭示的利益 的其它适当的原子化来源。
依照附加的方面，揭示一种4吏用增强装置强化分裂为
原子的物种的激发的方法。这个方法的特定实施方案包4舌将才羊品 引进原子化装置，使用原子化装置使样品分裂为原子和/或激发， 以及通过由至少一个增强装置提供射频能量来增强分裂为原子 的样品的激发。该原子化装置可能包括有在此揭示的增强装置的 任何原子化来源和将被原本熟悉这项技术的人选定获得这份揭 示的利益的其它适当的原子化来源。 依照进一步的方面，提供强化化学物种的检测的方法。 这个方法的特定实施方案包括将样品引进为使样品脱去溶剂和 分裂为原子而配置的原子化装置以及由至少一个增强装置提供 射频能量以增加来自分裂为原子的样品的^f全测信号。 依照另外的附加方面，提供在大约0.6微克/升以下的 水平检测砷的方法。这个方法的特定实施方案包括将包含砷的样 品引进为4吏样品脱去溶剂和分裂为原子而配置的原子化装置以 及由至少 一个增强装置提供射频能量以便提供来自被引进的包 含浓度水平不足大约0.6微克/升的砷的样品的可探测信号。在特 定的例子中，样品信号与背景作信号之比可能至少是三或更大。 依照另外的其它方面，揭示一种4企测浓度水平在大约 0.014孩i克/升以下的镉的方法。这个方法的特定实施方案包4舌将 包含镉的样品引进为〗吏样品脱去溶剂和分裂为原子而配置的原 子化装置以及由至少一个增强装置提供射频能量以便提供来自 被引进的包含浓度水平不足大约0.014微克/升的镉的样品的可探测信号。在特定的例子中，样品信号与背景信号之比至少是三或 更大。 依照另外的方面，揭示一种才全测浓度水平在大约0.28 微克/升以下的铅的方法。这个方法的特定实施方案包括将包含硒 的样品引进为使样品脱去溶剂和分裂为原子而配置的原子化装 置以及由至少 一个增强装置提供射频能量以便提供来自被引进 的包含浓度水平不足大约0.28微克/升的铅的样品的可探测信号。 在特定的例子中，样品信号与背景信号之比至少是三或更大。 依照其它的方面，揭示一种4佥测纟农度7K平在大约0.6 微克/升以下的硒的方法。这个方法的特定实施方案包括将包含硒 的样品引进为使样品脱去溶剂和分裂为原子而配置的原子化装 置以及由至少 一个增强装置提供射频能量以便提供来自被引进 的包含浓度水平不足大约0.6微克/升的竭的样品的可探测信号。 在特定的例子中，样品信号与背景信号之比至少三或更大。 依照另外的其它方面，-提供一种分开和分析包含至少 两个物种的样品的方法。这个方法的特定实施方案包4舌将样品引 进分离装置，将个别物种从分离装置洗提到包括至少 一个增强装 置的原子化装置之中，以及4佥测洗出物种。在一些例子中，原子 化装置可能被配置成l吏洗出物种脱去溶剂和分裂为原子。在特定 的例子中，分离装置可能是气相色谱、液体色谱(或两者)或其它 将很容易被原本熟悉这项技术的人选定获得这份揭示的利益的 适当的分离装置。 原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人将承认在此 揭示的方法和装置将在使材料分裂为原子、电离和/或激发的能力 方面为各种不同的目的(例如，材料分析、焊4妻、有害废物处理，等等)提供突破性进展。举例来说，在此揭示的一些实施方案允 许使用在此揭示的增强装置构造的装置提供可以实现检测极限 实质上比用现有的分析、装置和测试设备能获得的那些低的化学 分析、装置和测试设备，或这样的分析、装置和测试设备可以(在 设备、时间和/或能耗方面)以较低的费用提供相似的4企测极限。 除此之外，在此揭示的装置可能^^皮用于或者适用于许多应用，包 括但不限于化学反应、焊接、切割、便携式和/或一次性化学分析 装置的装配、放射性废物的处置或处理、在涡轮引擎上沉积钛， 等等。原本熟悉这项4支术的人将i人可在此揭示的新奇的装置和方 法的这些和其它的用途并且将/人这^f分揭示中获益，而且使用这些
装置的可仿效的用途和配置将在下面描述，以便举例说明所描述 的4支术的特定实施方案的一些用途和各个方面。


特定的例子是参照附图在下文中描述的，其中图1是依照特定例子的增强装置的第一个例子； 图2A和2B是依照4争定的例子为连同火焰或初始等离 子体来源一起〗吏用配置的增强装置的例子； 图2C和2D是依照特定的例子包含微波腔的增强装置 的例子； 图3A和3B是依照特定的例子的增强装置的脉沖和连 续模式应用的例子；图4A和4B是依照特定的例子的增强装置的例子； 图5是依照特定的例子的包括增强装置的原子化装置 的例子； 图6是依照特定的例子的包括增强装置的原子化装置 的另一个例子； 图7是依照特定的例子有电热原子化来源和增强装置 的原子化装置的例子； 图8是依照特定的例子有等离子体来源和增强装置的 原子化装置的例子；图9A是依照特定例子的电感耦合等离子体的例子；图9B是依照特定例子的螺;旋状共才展器的例子，； 图10是依照特定的例子包括等离子体来源和增强装 置的原子化装置的另 一个例子； 图11A是依照特定的例子径向监^t空的例子，而图11B 是轴向监控的例子； 图12是依照特定的例子包括等离子体来源、第一增强 装置和第二增强装置的原子化装置的例子； 图13A和13B是依照特定的例子包括歧管或接口的第 二艙室的例子； 图14A是依照特定的例子第一抢室有火焰或初始等离 子体来源而第二抢室包括增强装置的原子化装置的例子； 图14B是依照特定的例子适合把能量提供给抢室(例 如，图14A的第二抢室)的另一种增强装置配置的例子； 图15是依照特定的例子第一抢室有等离子体来源而 第二抢室包括增强装置的例子，； 图16是依照特定的例子第一抢室有等离子体来源而 第二舱室包括第 一增强装置和第二增强装置的例子； 图17是依照特定的例子用于包括增强装置的发射光 谱的装置的例子； 图18是依照特定的例子用于包括增强装置的吸收光 -潜的单光束装置的例子； 图19是依照特定的例子包括增强装置的吸收光语的 双光束装置的例子，； 图20是依照特定的例子包括增强装置的质谱分析装 置的例子； 图21是依照特定的例子包括增强装置的红外光谱分 析装置的例子； 图22是依照特定的例子其增强装置适合用于荧光光 谱学、磷光光语学或拉曼散射的装置的例子； 图23是依照特定的例子气相色谱可能与包括增强装 置的装置连接的例子； 图24是依照特定的例子液体色谱可能与包括增强装 置的装置连接的例子； 图25是依照特定的例子适合连同包括增强装置的装 置一起使用的核磁共振光语仪的例子； 图26A是依照特定的例子包括增强装置的焊接火炬的 例子； 图26B是依照特定的例子包括增强装置的DC或AC电 弧焊接机的例子； 图26C是依照特定的例子包括增强装置的DC或AC电 弧焊4妻4几的另 一个例子； 图26D是依照特定的例子包括增强装置的为用于焊料 焊接或铜焊配置的装置的例子； 图27是依照特定的例子包括增强装置的等离子体切 割才几的例子； 图28是依照特定的例子包括增强装置的蒸镀装置的 例子； 图29是依照特定的例子包括增强装置的賊射装置的 例子； 图30是依照特定的例子包括增强装置的分子束外延 装置的例子； 图31是依照特定的例子包括第一增强装置和非必选 的第二增强装置的反应室的例子； 图32是依照特定的例子包括增强装置的放射性废物 处理装置的例子； 图33是依照特定的例子包括增强装置的用来一是供光 源的装置的例子； 图34是依照特定的例子包^l舌原子化来源和孩i波来源 的装置例子；图35是依照特定例子的计算机控制硬件装备的例子；图36是依照特定的例子产生等离子体的激发源的例
子； 图37-39展示依照特定的例子用来给增强装置才是供功 率的补给和控制盒； 图40展示依照特定的例子连同图37-39所示的补给和 控制盒一起使用的控制板； 图41是依照特定的例子用于图37-39所示的补给和控 制盒的电^各的示意图； 图42是依照特定的例子从来自等离子体激发源的接 口4反到图37-39所示的补妾合和控制盒的固态继电器的电线的照 片； 图43是依照特定的例子在图37-39所示的补《会和控制 盒中的固态继电器； 图44是依照特定的例子用来《会图37-39所示的增强装 置控制盒供电的配置； 图45展示依照特定的例子光学等离子体传感器在原 子化装置上方的安置；图46和47展示依照特定的例子手动控制的硬件装
备； 图48是依照特定的例子在下面描述的实施例3中使 用的硬件装备； 图49展示依照特定的例子在实施例3中使用的特定 的零部件，包括雾化器和注射器； 图50是依照特定的例子等离子体和增强装置都被关 掉时包括抢室的装置的照片； 图51是依照特定的例子等离子体和增强装置都被打 开时包括抢室的装置的照片；图52是依照特定的例子在实施例4中使用的硬件装
备； 图53展示依照特定的例子图52所示的硬件装备的特 定的零部件，包括^妻口和散热片； 图54是依照特定的例子包括17 1/2匝线圈的增强装 置的》丈大图； 图55展示依照特定的例子用于图52所示石更件装备的 第二抢室的前安装4反； 图56展示依照特定的例子用于图52所示硬件装备的 第二舱室的安装接口板； 图57展示依照特定的例子用于图52所示的石更件装备 的第二抢室的后安装板； 图58展示依照特定的例子已装好石英视窗的第二抢 室的后安装4反； 图59是依照特定的例子适合用于计算才几控制石更件装 备的真空泵和电源的照片； 图60是依照特定的例子在完成下面描述的实施例4 时4吏用的真空泵的照片； 图61是依照特定的例子包括有等离子体的第一抢室 和将增强装置关掉的第二舱室的装置的照片； 图62A-62D是依照特定的例子包括有等离子体的第 一舱室和将增强装置打开的第二舱室的装置的照片； 图63是依照特定的例子适合连同在此揭示的增强装 置一起4吏用的原子化来源的径向示意图； 图64是依照特定的例子适合连同在此揭示的增强装 置一起使用的原子化来源的另 一个径向示意图； 图65是依照特定的例子有增强装置的原子化来源的 径向示意图； 图66是依照特定的例子有增强装置的原子化来源的 另一个径向示意图； 图67是依照特定的例子将增强装置关掉的原子化装 置的》文大的径向示意图； 图68是依照特定的例子将增强装置打开的原子化装 置的》文电的径向示意图；图69是依照特定的例子原子化装置的轴向一见图； 图70是依照特定的例子将增强装置关掉的原子化装 置的轴向^L图； 图71是依照特定的例子将增强装置打开的原子化装 置的轴向—见图； 图72是依照特定的例子适合连同在此揭示的增强装 置一起使用的电感耦合等离子体的径向一见图； 图73是依照特定的例子适合连同在此揭示的增强装 置一起使用的电感耦合等离子体通过一块黑玻璃的径向视图； 图74是依照特定的例子射频功率对引进电感耦合等 离子体的1000 ppm钇的发射路径长度的影响的径向视图； 图75是依照特定的例子等离子体》文电和引进电感耦 合等离子体的1000 ppm钇的光学发射的径向—见图； 图76是依照特定的例子通过一块黑玻璃看到的等离 子体放电和引进电感耦合等离子体的1000 ppm钇的光学发射的 径向浮见图； 图77是依照特定的例子包括电感耦合等离子体来源 和增强装置的装置； 图78是依照特定的例子在关掉增强装置时通过一块 黑玻璃看到的等离子体放电和引进电感耦合等离子体的500 ppm 钇的光学发射的径向视图； 图79是依照特定的例子在打开增强装置时通过一块 黑玻璃看到的等离子体放电和引进电感耦合等离子体的500 ppm 钇的光学发射的径向碎见图； 图80是依照特定的例子包4舌电感耦合等离子体来源 和增强装置的装置的透视图； 图81是依照特定的例子包括电感耦合等离子体来源 和增强装置在将等离子体关掉时装置的轴向视图； 图82是依照特定的例子在将增强装置关掉时来自电 感耦合等离子体中的500 ppm钇的发射的轴向视图； 图83是依照特定的例子在将增强装置打开时来自电 感耦合等离子体中的500ppm钇的发射的轴向视图； 图84是依照特定的例子在将增强装置关"^卓时来自的 电感耦合等离子体中的水的发射的轴向视图； 图85是依照特定的例子在将增强装置打开时来自电 感耦合等离子体中的水的发射的轴向视图； 图86是依照特定的例子包括用来产生电感耦合等离 子体的第 一舱室和有增强装置的第二舱室的装置的透视图； 图87是依照特定的例子从第一舱室向有增强装置的 第二舱室的接口看的透视图； 图88是依照特定的例子在第一抢室的终点和有增强 装置的第二艙室的4妄口之间的俯 一见图； 图89是依照特定的例子从第二抢室向接口和增强装 置看的透—见图； 图90是依照特定的例子适合连同图58-61所示的第 二抢室一起《吏用的真空泵和流量计的照片； 图91是依照特定的例子在6 1/2匝的增强装置打开时 来自第二抢室中500 ppm的吸气钠的发射的轴向一见图； 图92是依照特定的例子使用有18 1/2匝的增强装置 的第二抢室延伸在图91的装置中观察到的路径长度时来自500 ppm吸气钠的发射的轴向一见图； 图93是依照特定的例子和^f吏用有18 1/2匝的增强装 置的第二艙室和较高的射频功率来增加发射强度时来自500 ppm 吸气钠的发射的轴向浮见花塞的透—见图； 图95是依照特定的例子在将孩i波炉打开和火花塞火 焰经过固定的电压极大值的时候孩i波炉中的火焰来源的透浮见图； 图96A是依照特定的例子包括用来给主感应线圈和 增强装置供电的单 一 电源的装置的透碎见图； 图96B展示依照特定的例子使用图96A所示装置钇样 品的光学发射； 图96C是依照特定的例子有第一抢室和副抢室而且 包括用来给主感应线圈和增强装置供电的单一射频来源的装置 的例子； 图97是依照特定的例子Y吏用图96A所示装置来自 1000 ppm吸气钇的发射的特写径向视图； 图98A是现有的ICP-OES配置的相片，图98B是为用 于低UV测量配置的发射光谱仪的示意图，而图98C是依照特定 的例子4喿作时图98B所示配置的相片； 图99是依照特定的例子为用于低UV测量配置的光谱 4义的示意图。 可仿效的电子特征、元器件、管道、注射器、射频感 应线圈、升压线圈、火焰、等离子体等等在附图中不必依比例展 示，这对于原本熟悉这项纟支术并从这份揭示获益的人将是显而易 见的。举例来说，为了清楚地举例说明和对下面讨论的说明性例 子提供更方便使用者的描述，特定的尺寸(例如，增强装置的尺 寸)可能相对于被与其它的尺寸(例如，舱室的长度和宽度)已经被 放大。除此之外，各种不同的阴影、虚线和类似的东西可能已经 用来提供比较清楚的揭示，而这样的阴影、虚线和类似的东西的
运用不倾向于表示任^r特定的材库牛或耳又向，除非在上下文中另有 明确的i兌明。
具体实施例方式
在此揭示的增强装置代表一种科技进步。包括至少一 个增强装置的方法和/或装置有^[艮多广泛的用途，包括但不限于 化学分析、化学反应室、焊接机、放射性废物的销毁、等离子体 涂布工艺、气相沉积工艺、分子束外延、纯光源的组装、^f氐UV 测量，等等。其它的用途将4艮容易一皮原本熟悉这项」技术并乂人这4分 揭示获益的人识别。 依照特定的例子("特定的例子"倾向于表示本纟支术 的一些例子，^f旦是不是所有的例子)，下面揭示的包4舌一个或多
个增强装置的原子化装置、光谱仪、焊接机和其它装置可能是连 同适当的屏蔽一起配置的，以避免对装置中包括的其它的零部件 的不必要的干护匸。举例来说，增强装置可能纟皮装在铅抢室里面， 以保护其它的电元件使之免受增强装置所产生的射频的影响。在 一些例子中，可以-使用 一个或多个《失氧体来减少或最大限度i也减 少可能干扰电子电路的射频信号。其它适当的屏蔽材料可能被实
现，包括但不限于铝壳、钢壳和铜壳、蜂巢式空气过滤器、带
屏蔽的接插件、射频衬垫和将很容易被原本熟悉这项技术并从这 份揭示获益的人选定的其它的射频屏蔽材料。 依照特定的例子，在此揭示的增强装置可能采取多种 形式，例如，举例来说，与射频发生器和/或射频发射器电耦合的 线圏。在其它的例子中，增强装置可能包括一个或多个与射频发 生器有电传递的圆盘或线圈。在一些例子中，增强装置可能是通 过放置与射频发生器有电传递的线圈构成的。该线圏可能缠绕在 抢室周围4巴射频提供给该抢室。 适当的射频发生器和发射器将很容易被原本熟悉这 项技术并从这份揭示获益的人选定，可仿效的射频发生器和发射 器包括但不限于乂人ENI、 Trazar、 Hunttinger等公司购买的那些。 在一些例子中，增强装置可能与主要的射频发生器(例如，用来 给主感应线圈供电的射频来源)有电传递。换言之，在特定的例 子中，在此揭示的装置可能包括用来给主要的能量来源(例如， 诸如等离子体之类的原子化来源)和一个或多个增强装置两者供 电的单一射频发生器。因此，在一些实施方案中，增强装置能被
理解为是一个或多个次要的射频能量来源，该射频能量来源，举 例来说，可能与一射频发生器耦合，而该射频发生器耦合也可能 与一个或多个主要的射频能量来源耦合。
依照特定的例子，在此揭示的装置可能包括一个或多
个级。举例来说，该装置可能包括从样品中除去液体溶剂的去溶 剂级，可以将原子转变成离子的电离级和/或 一 个或多个可以4是供 能量激发原子的激发级。在此揭示的增强装置可以用于这些级之 中的任何一个或多个级以便才是供补充能量。
依照特定的例子，增强装置的例子一皮展示在图1中。 在这个例子中，所展示的增强装置200盘绕在抢室205的周围。 增强装置200包括与射频发生器215电耦合的射频线圏210。该 增强装置210是为将射频信号提供到抢室205中而配置的。精确 的频率和功率可以改变，耳又决于i午多因素，包括^旦不限于子贞期 效果、抢室配置，等等。在特定的例子中，该增强装置在大约25 MHz到大约50 MHz，更具体地i兌从大约35 MHz到大约45 MHz(例如，大约40.6 MHz)的频率下冲是供信号。在其它的例子中， 该增强装置在大约5 MHz到大约25 MHz,更具体地说大约7.5 MHz到大约15 MHz(例如，大约10.4 MHz)的频率下冲是供信号。 在另一些其它的例子中，该频率在乂人大约1 kHz到大约100 GHz 的范围内变动。举例来说，在摔交^氐的频率下，能量可以在4吏用加 载线圏或电感线圈(例如，在为了所有的目的在此通过引i正将其 揭示全部并入的共同拥有的美国专利申请第10/730,779号中描述 的那些)时通过电感耦合。在大多凄t频率下，能量可以4吏用金属 板或传导性涂层通过电容耦合。在高频下，可以使用螺旋状的共 振器或谐振腔。其它适当的频率将4艮容易被原本熟悉这项4支术并 乂人这份揭示获益的人为各种不同的应用选定。在特定的例子中， 该增强装置可能以大约1瓦特到大约10000瓦特，更具体地说大 约10瓦特到大约5000瓦特的功率提供射频。在其它的例子中， 该增强装置以大约100瓦特到大约2000瓦特的功率提供射频。 在小毛细管(例如，使用干燥气体的GC毛细管)中形成等离子体的 例子中，可以使用至多1瓦特的功率。如果使用大的第二抢室(例如，有类似于大荧光管的尺寸)和高的溶剂负荷，则为了提供预 期的结果，可能需要至少10000瓦特的功率。其它适当的功率将 很容易被原本熟悉这项技术并的从这份揭示获益人选定。适合提
供射频信号的装置包括但不限于从很多来源(例如，ENI 、 Trazar 、 Hunttinger和Nautel)购买的射频发射器和射频线路(例如，来自 ENI或Trazar的阻抗相配网络)。适合产生射频的电^各将4艮容易被 原本熟悉这项:技术并^人这^f分揭示获益的人选定和/或i殳计。在一些 例子中，使用至少两个射频线圈，每个射频线圈^皮调谐到相同的 频率或不同的频率和/或以相同的功率或不同的功率4是供射频。其 它的配置将被原本熟悉这项:技术并从这份揭示获益的人选定。 依照特定的例子，在此揭示的增强装置可能^^配置成 提供补充能量以便"升高"或增加已经存在于抢室(例如，包括 原子化来源的原子化装置的抢室)中的能量。如同在此使用的那 样，"原子化装置，，是在广泛的意义上使用的而且倾向于包括可 能在抢室中发生的其它过程，例如，去溶剂化、蒸发、离子化、 激发，等等。原子化来源指的是能使引进该原子化来源的物种分 裂为原子、脱去溶剂、电离、激发，等等的热源。适合各种不同 的应用的原子化来源将很容易被原本熟悉这项技术并从这份揭 示获益的人选定，可仿效的原子化来源包括^旦不限于火焰、等 离子体、电弧、火花，等等。 不希望受任何特定的科学理论或这个例子约束，对某 些方面的理角罕可以参照'液体才羊品的引进。当液体才羊品—皮引进原子 化装置时，抢室里面的原子化来源可能由于去溶剂化作用快速地 冷却。换言之，物质的能量可能被用来对巴液体溶剂转变成气体， 这可能导致原子化来源的温度下降(或其它的能量损失)。这种冷 却的结果是可能只有较少的能量可用于使任何溶解在溶剂中的 物种分裂为原子、电离和/或激发。使用在此揭示的增强装置的某些实施方案，可以提供补充能量，以增强存在于引进样品中的任 何物种的原子化和/或电离，在特定的例子中，该补充能量可以用 来激发存在于样品中的原子和/或离子。举例来说，参照图2A而 且不希望受任何特定的科学理i仑或应用或这个实施方案的约束，
原子化装置300包括艙室305,该抢室一皮与射频发生器315通信 的感应线圈310包围。原子化来源蜂皮展示为处在第一状态320, 并且被装在舱室305里面。在图2A所示的例子中，射频发生器 315是关掉的，以致没有射频提供给射频盘绕310。现在参照图 2B，当打开射频发生器315的时候，射频#^是供给抢室305,这 导致原子化来源从第一状态320转变为第二状态330。将射频应 用于抢室305的结果是原子化来源沿着抢室的轴向和/或径向长 度延长，增大用来使样品分裂为原子、电离和激发的能量的有效 区域。 依照特定的例子，增加能量增强化学物种的原子化和 /或电离的另一个例子展示在图2C和2D中。参照图2C，高频来 源250可能是，举例来i兌，2.54 GHz的^t控管，可能一皮配置成 与电源252和波导适配器254电耦合。电导线256提供波导适配 器254和本身可能与同轴电阻负载260(例如，50欧姆负载)电耦 合的环行器258之间的有电传递。环4于器258与能往穿过樣t波空 腔262的舱室264中提供射频的微波空腔262有电传递。在图2C 中，高频来源250 一皮关4卓，所以没有射频-波传送到孩史波空月空262 或抢室264中，于是原子化来源保持第一状态266。现在参照图 2D,当打开高频来源250的时候，将射频4是供》会抢室264,这导 致原子化来源从第一状态266转变到第二状态268。将射频应用 于舱室264的结果是原子化来源沿着舱室的轴向和/或径向长度 延长，增大用来使样品分裂为原子、电离和激发的能量的有效区 域。用来实现图2A-2D所示的配置的适当的市售装置将很容易被 原本熟悉这项:技术并从这份揭示获益的人选定，说明性的纟效波发生器和电源可/人Aalter Reggio Emlia(意大利)购买，说明性的同轴 电阻可从Bird Electronk^^司购买(Solon， OH),而i兌明性的环刊-器可乂人National Electronics(Geneva, Illinois)购买。i兌明性的波导 适配器可以，举例来说，^吏用从许多来源购买的十字杆模式转换 器(cross-bar mode transducer)参照i午多出片反4勿(例^口 ， "Waveguides and Resonators(波导和共#展器)"之下的 "ITT Reference Data for Radio Engineers(供无线电工禾呈师4吏用的ITT参 考数据)(第六版)" 一节)来加工。微波空腔可以从很多商业来源 获得或将4艮容易被原本熟悉这项4支术并从这份揭示获益的人非 必选地按照C. J. M. Beenakker在Spectrochimica Acta, Vol. 3IB, 第483 — 486页(Pergamon Press, 1976)中的冲旨导制造出来。 依照特定的例子，原本熟悉这项:技术并从这〗分揭示获
在特定的例子中，原子化来源的长度可以通过使用增强装置延 长。作为一个例子，原子化来源可以4吏用在此揭示的增强装置沿 着抢室的纟从轴4夸其正常长度延长至少大约三4咅。在其它的实施方 案中，原子化来源可以-使用在此揭示的增强装置沿着抢室的纟从轴 将其正常长度延长至少大约五倍或沿着抢室的纵轴将其正常长 度延长至少大约十倍。 依照特定的例子，增强装置可能是按照脉沖模式或连 续模式操作的。如同在此使用的那样，脉沖模式指的是以不连续 的方式提供射频，即先提供射频然后在将任何后续的射频提供给 抢室之前提供延迟。举例来说，参照图3A和3B，信道A代表冲是 供给抢室(例如，图1所示的抢室205)的射频。信道B代表时间间 隔，在该时间间隔中^f吏用，举例来i兌，4企测器(例i。，在A匕讨i仑 的那些)测量来自抢室的任〗可由此产生的信号。图3A所示的例子 以不提供射频时可检测信号的抽样为基础。不希望受任何特定的科学理论或这个例子约束，通过在不提供射频的周期期间抽取任 何可纟企测信号的样本，可能实现比较高的信噪比。然而，在提供 射频的周期期间抽取来自某物种的可探测信号的样本是可能的。
举例来说，参照图3B,在连续模式中，连续地提供射频而且可
以连续地或间歇地监测任何由此产生的信号。在外加射频期间和 /或在外加射频的间隔之中4吏用在此揭示的增强装置收集适当的 信号将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的能力范围 内。 依照其它特定的例子，增强装置的补充例子展示在图 4A和4B中。在图4A和4B所示的配置中，增强装置400包括支 撑或金属斧反405和安装在支撑405上的第一电才及410和第二电^f及 420。第一电极410和第二电极420每个都可能被配置成把抢室 容纳在电才及内部里面。支撑或金属+反405可以与射频发射器或发 生器电耦合4巴射频才是供给第一电极410和第二电才及420。在这个 例子中，第一电极410和第二电极420可能是在同一频率下操作 的或可能—皮个别地调谐以便才是供不同的频率。 在特定的例子中，第一电极410可能是以大约10 MHz 到大约2.54 GHz的射频操作的，在其它的例子中，第二电才及420 可能是以大约100 kHz到大约2.54 GHz的射频^操作的。在其它的 例子中，第一电才及410可能是以乂人大约10 MHz到大约200MHz 的射频操作的，而第二电极420可能是以从大约100 kHz到大约 200 MHz的射频操作的。第一电极410和第二电才及420可能采耳又 下面在图9中展示的电感线圈的形式或采取在为所有的目的通过 引证在此将其全部揭示并入的于2003年12月9日以"ICP-OES and ICP-MS Induction Current"为题申请的共同指定的美国专利 申请第10/730,779号中讨论的感应线圏的形式。就第一电极410 和第二电才及420而言，从大约20 MHz到大约500 MHz的射步贞可能是使用，举例来说，螺旋状的共振器提供的，这种共振器的例 子将在图9B中展示并且在下面予以更详细的讨论。在一些例子
中，第一电极410和第二电极420可能是使用从大约500 MHz 到大约5 GHz的射频使用微波空腔或谐振腔(其例子展示在图2C 中)操作的。在特定的例子中，也可能使用能量的电容耦合代替 第二电才及420;这种配置的例子展示在图14B中并且将在下面给 出更详细的描述。其它适当的射频和功率将很容易被原本熟悉这 项技术并从这份揭示获益的人选定。 依照特定的例子，原子化装置的例子一皮展示在图5 中。原子化装置500包括抢室505、火焰来源510和增强装置520。 增强装置520与本身可能与射频发射器或发生器或两者(未展示) 电耦合的支撑530电耦合。舱室505可能是利用石英之类适当的 材并+构成的，而且可能包括包围该抢室的冷却管或护套(未展示) 以便降低增强装置经历的温度。在这个例子中，火焰来源510可 能是任何适当的火焰，例如，曱烷/空气火焰、甲烷/氧火焰、氢/ 空气火焰、氲/氧火焰、乙炔/空气火焰、乙炔/氧火焰、乙炔/一氧 化二氮火焰、丙烷/空气火焰、丙烷/氧火焰、丙烷/三<介氮的火焰、 挥发油/空气火焰、挥发油/氧火焰、天然气/三价氮的火焰、天然 气/空气火焰、天然气/氧火焰和可以使用适当的燃料来源和适当 的氧化剂气体产生的其它火焰。这样的火焰通常可以是通过以选 定的比例引进燃料和氧并且用火花、电弧、火焰或类似的东西点 燃该混合物产生的。火焰的^f青确温度可能改变，耳又决于燃^h和氧 化剂气体来源而且取决于距燃烧器喷嘴的距离。举例来说，最高 的火焰温度通常是在略农i高于主燃烧区的位置发现的，圆锥内部 区域和外圆锥的温度较低。至少在某些例子中，至少一些火焰部 分的温度可能是至少大约170(TC。举例来说，天然气/空气火焰 可能有大约1700-1900 。C的温度，天然气/氧火焰可能有大约 2700-2900。C的温度，而氢/氧火焰可能有大约2550-2700。C的温度。不希望受此限制，火焰来源可能在某些应用中在去溶剂化方 面是有效的，但是由于温度比较低在原子化和离子化是无效的。 然而，4吏用在这里揭示的增强装置，离子化和/或原子化的效率可 能由于使用诸如氢/氧火焰之类的火焰来源与增强装置组合有所 增加。举例来i兌，4吏用一个或多个在此揭示的增强装置与氢/氧火 焰组合，实现既有适合去溶剂化的高热容火焰又有(例如，随后 的)适合较强的激发的极端的等离子体温度的利益可能是可能 的。这个结果由于下述几个理由是有利的，包括]旦不限于减少 操作费用、设计比较简单、射频噪音较少、信噪比比较好，等等， 虽然并非每个实施方案都实现或获得这些利益之中一项或多项 利益。 除此之外，火焰可能容许增加样品装填同时留下来自 增强装置的射频功率可供样品离子化使用。为了既维持高的气体 纯度又将火焰光i普背景减到最少，"水焊机"可能用来将任何所 产生的水分解成它的氢和氧元素。适当的水焊机是可买到的，举 例来i兌，乂人SRA(Stan Rubinstein Assoc.)或King Mech Co.购买。火 焰(在某些实施方案中)也优选不应该呈现比在含水样品的去溶剂 化中观察到的背景更显著的附加背景信号。原本熟悉这项技术并 从这份揭示获益的人将能够设计适当的包括火焰来源和增强装 置的原子化装置。 依照特定的例子，在使用图5所示的装置时候，为了 使样品脱去溶剂可以将流体样品引进火焰。去溶剂化(在某些实 施方案中)可能是通过以细雾的形式将物质喷洒到舱室中完成 的。适合形成某种物质的薄雾的装置是雾化器，例如，从J. E. Meinhard Assoc. Inc.或CPI International购买的那些。流体才羊品可 以先引进雾化器，然后与诸如氩、氖之类的气溶胶载气混合。载 气使样品液滴雾化，提供可以带入原子化装置的细碎的雾滴。其
它适合将样品递送给原子化装置的装置将^艮容易#皮原本熟悉这 项:技术并从这^f分揭示获益的人选定，i兌明性的装置包括^旦不限 于同心雾化器、交叉流雾化器、超声波雾化器等等。
依照特定的例子，随着将样品通过雾化器引进图5所
示的原子化装置，液体可能被火焰或初始等离子体/人样品中蒸发 出来。样品中的化学物种可能^皮火焰或初始等离子体所产生的能 量分裂为原子和/或电离。为了提高原子化和/或离子化的效率，
增强装置可能用来把射频提供给抢室505。增强装置可能被配置 成这样提供补充能量，以致由于去溶剂化造成的能量损失被增强 装置恢复，而且在特定的例子中，舱室中的总能量在数量上超过 ^义仅使用火焰或初始等离子体时呈现的能量。这样的补充能量增 加分裂为原子和/或电离的物种的lt量，增加可供才全测的物种凄t 目。在特定的例子中，由于原子化和离子化的效率4支高，包4舌在 此揭示的增强装置的原子化装置可能考虑到使用减少的样品数 量。 原子化装置的另一个例子是在图6中揭示的。原子化 装置600包括舱室605、火焰或初始等离子体610和增强装置620。 增强装置620包括可能与射频发射器或发生器(未展示)电耦合的 支撑630。在图6所示的配置中，增强装置620已经被放置在抢 室605中位于火焰或初始等离子体610下游的"离子化区域"。 如同在此使用的那样，仅仅为了说明的目的，该"离子化区域" 指的是抢室中测量或4企测信号的区域。举例来说，而且再一次^又 仅是为了说明的目的，图6中的区域650在一些例证中被称为去 溶剂化区域，而区域660在 一 些例证中 一皮称为离子化区域。然而， 原本熟悉这项4支术并从这份揭示获益的人将理解去溶剂化可能 至少在某些程度上发生在离子化区域而化学物种的检测可能至 少在某些程度上发生在去溶剂化区域，这耳又决于该装置的精确配 置，而且原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人也将会理解不 需要固定的或离散的边界把去溶剂化区域和离子化区域分开。当
样品被引进火焰或初始等离子体605的时候，火焰或初始等离子 体605使样品脱去溶剂、分裂为原子、电离和/或激发。分裂为原 子和/或电离的样品可能是^f吏用，举例来说，辅助或载气(例如， 氮气、氩气等等)向下游增强装置620携带的。原子和离子在离 开去溶剂化区域时可能未^皮激发，而且在特定的实施方案中4是供 很小的可探测信号，甚至没有可探测信号。使用增强装置620, 进入离子化区域分裂为原子和/或电离的样品可能被激发，提供可 探测信号。举例来说，原子和离子可能被增强装置620引进的射 频激发，以致发生可以使用将在下面更详细地讨论的适当的才全测 器检测的光学发射。为了提供预期的结果(举例来说，原子化、 离子化或激发)，将增强装置沿着抢室放置在适当的位置将在原 本熟悉这项技术并从这l分揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，^吏用电热原子化来源的原子化装置 的例子展示在图7中。原子化装置700包括舱室705、电热原子 化器710、增强装置720和射频发生器730。诸如石墨管或石墨 杯子之类的电热原子化器通过首先在相对低的温度(例如，大约 120(TC)下使样品中的液体蒸发然后在导致样品原子化的專交高的 温度(例如，大约2000-3000。C)下使样品变成灰烬使样品分裂为原 子。分裂为原子的样品可能是使用诸如氩、氮之类的载气在艙室 705中向下游携带的，而且可能是为了才企测使用增强装置720激 发的。原本熟悉这项4支术并从这份揭示获益的人将能够用电热原 子化器和增强装置设计原子化装置。 依照特定的例子，使用等离子体的原子化装置的例子 展示在图8中。原子化装置800包括抢室805、等离子体810和 增强装置820。增强装置820包括可能与射频发生器830有电传 递的支撑。不希望受任何特定的科学理论约束，等离子体遭受干 扰(例如，氧化物形成)比火焰少，因为等离子体的温度4交高。除 此之外，频谱可能在一组考虑到许多物种同时测量的条件下利用 为数众多的样品物种获得。较高的等离子体温度也可能提供改善 的检测极限而且对于非金属物种的检测是有用的。当氩气之类的 气体被激发和/或电离形成离子和电子和在特定的例证中形成阳 离子的时候，等离子体可能形成。通过^f吏用外部电源(例如，DC 电源)可以〗吏离子〗呆持在高温下。举例来i兌，至少两个电才及可以
一皮;故置在高温氩离子和电子的周围在电才及之间冲是供电流来维持， 等离子体温度。其它适合维持等离子体的电源包括但不限于射 频感应线圈(例如，用于电感專禹合等离子体的那些)和孩i波(例如， 用于樣史波感应等离子体的那些)。^^义为了图方^更，下面将描述 电感耦合等离子体装置，但是在此揭示的增强装置可以很容易连 同其它的等离子体装置一起使用。 参照图9A，电感耦合等离子体装置900包括由三个 或多个管道(例如，管道910、 920和930)组成的抢室905。管道 910与氩气之类的气体来源和样品引进装置有流体传递。氩气使 样品变成气溶月交并且4巴它带进等离子体940的去溶剂化区域和离 子化区域。管道920可能是为4是供遍及管道930的切向气流配置 的，以便将等离子体940与管道930隔开。不希望受任何特定的 科学理i仑约束，气体是通过入口 950引进的，而切向流动起冷却 中心管道910的内壁的作用并且沿径向使等离子体940集中。射 频感应线圈960可能与射频发生器(未展示)有电传递并且是为在 使用电弧、火花等等将气体电离之后形成等离子体940而配置的。 原本熟悉这项纟支术并从这份揭示获益的人将能够选4奪或设计适 当的等离子体，包括但不限于电感耦合等离子体，DC等离子 体、微波感应等离子体，等等，而适合产生等离子体的装置能从 许多制造商那里买到，制造商包括但不限于PerkinElmer Inc.、Varian Instruments Inc. (Palo Alto, CA)、 Teledyne Leeman Labs (Hudson, NH)-口Spectro Analytical Instruments (Kleve, Germany)。
可仿效的用来提供射频的装置展示在图9B中。螺旋状共振器970 包括射频来源972和电导线974，后者通常是为提供与谐振腔978 中的线圈976的有电传递而配置的同轴电缆。有线圈978的谐振 腔974可能是为容纳抢室而配置的。在特定的例子中，乂人大约20 MHz到大约500 MHz的射频可能是使用，举例来说，螺旋状的共 振器提供的。可仿效的关于螺旋状共振器的构造的尺寸信息数据 可以在,举 <列来i兌，International Telephone and Telegraph , Reference Data for Radio Engineers,第五Xl)中4戈到。再一次参照图 8,在使用，举例来说，被分裂为原子和电离的氩气和射频感应 线圈860形成等离子体810之后，可以将样品引进等离子体810。 不希望受任何特定的科学理论或这个例子约束，样品的去溶剂化 可能降低等离子体的温度而且可能导致更少量的能量可用于原 子化和离子化。增强装置820可以用来才是供射频以1更增加等离子 体的能量，提高原子化和离子化的效率。举例来说，增强装置820 可以这样;故置，以致增加去;容剂化区i或840的能量，促进更有效 的去溶剂化，这可能提供较多的原子和离子在离子化区域850中 产生可探测的信号。设计包括等离子体和增强装置的原子化装置 强化去溶剂化、原子化、离子化和激发作用将在原本熟悉这项4支 术并乂人这Y分揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，包括等离子体的原子化装置的另一 个例子展示在图10中。原子化装置1000包括抢室1005、等离子 体1010和增强装置1020。增强装置1020包括可能与射频发射器 或发生器(未展示)有电传递的支撑1030。原子化装置1000还包 括为维持被展示为花托的等离子体1010而构造和安排射频感应 线圈1035。在这个例子中，增强装置1020 ^皮力文置在位于去溶剂 化区域1040下游的离子化区域1050中。将样品引进等离子体
1010可能导致等离子体温度下降，因为等离子体的能量被用来使 样品脱去溶剂。这种温度下降可能降低离子化和原子化的效率而
且可能减少被激发的离子和原子的数目。使用增强装置1020,在 舱室1005中行进到离子化区域1050的离子和原子可能被激发。 举例来"i兌，可以以大约11 MHz的频率和大约1.2千瓦的功率将射 频提供给分析区域1050，激发出现在该离子化区域中的原子和离 子。可以使用适当的方法(例如，发射光谱)检测被激发的原子。 离子化区域可以通过沿着抢室1005的离子化区域;故置一个或多 个增强装置被几乎无限地延长。依照下面的进一步讨i仑，增强装 置可能#皮配置在若干个级中而且可能一皮个别地调i皆到不同的频 率和/或功率。原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人将能够连 同适当的光学器件、^r测器和类似的东西一起使用在这里揭示原 子化装置4企测^皮激发的离子和原子。 依照特定的例子，起源于一皮激发的原子和/或离子的 信号可以用至少两种方法^见察或4会测。抢室中的离子化区域(例 如，用于在此揭示的原子化装置的那些)的例子展示在图IIA和 IIB中。来自抢室1105的任何信号可以至少沿着两个方向之一(轴 向或径向)观察。参照图11A,当沿着径向监测或检测的时候，来 自舱室1105的信号可能是在平行于抢室1105的半径的一个或多 个平面中监测的。举例来i兌，在为沿径向测量光学发射配置的4义 器中，冲全测器可能是这样放置的，以便;险测沿着图IIA中箭头X 的方向发射的信号。参照图11B,当沿轴向4企测或监测的时候， 来自舱室1105的信号可能是在平行于抢室轴线的一个或多个平 面中监测或检测的。举例来说，在为轴向测量光学发射配置的仪 器中，检测器可能是这样放置的，以便检测沿着图IIB中箭头Y 的方向发出的信号。原本熟悉这项技术并/人这份揭示获益的人将 认识到轴向和径向检测不局限于光学发射，而是可能用来检测来
自许多其它的分析技术的信号，包括吸收、荧光、磷光、散射， 等等。 依照特定的例子，包括至少两个增强装置的原子化装 置展示在图12中。原子化装置1200可能包括抢室1205和为产 生等离子体1215配置的射频感应线圈1210。原子化装置1200 可能还包括与支撑1230有电传递的第一增强装置1220和包括与 支撑1250有电传递的第二增强装置1240。在图12所示的例子中， 第一增强装置1230和第二增强装置1250被放置在抢室1205的 离子化区域中，以Y更提供补充能量激发出现在该离子化区域中的 原子和离子。增强装置1230和1250可能是为提供相同或不同频 率的射频而配置的。举例来说，每个增强装置可能是为以大约 1000瓦特的功率提供大约15 MHz的射频而配置的。增强装置 1230和1250可能独立地以脉沖一莫式或连续一莫式4是供射频。举例 来说，增强装置1230可能以脉沖模式提供射频而增强装置1250 可能连续地提供射频。在替代方案中，增强装置1230可能连续 地提供射频而增强装置1250可能以脉冲模式提供射频。在其它 的例子中，增强装置1230和1250可能两者都连续地^是供射频， 或增强装置1230和1250可能两者都以脉冲才莫式纟是供射频。以选 定的方式或模式使用多个增强装置提供射频将在原本熟悉这项 技术并从这份揭示获益的人的能力范围内。尽管图12所示的配 置包括放置在舱室1205的离子化区域中的两个增强装置，但是 在特定的例子中增强装置之一可能被放置在去溶剂化区域中，而 另 一个增强装置被放置在离子化区域中。在另 一些其它的例子 中，两个增强装置可能都放置在去溶剂化区域中。原本熟悉这项 技术并从这份揭示荻益的人将很容易选定用来沿着抢室安排两 个或多个增强装置的附加配置。
依照特定的例子，揭示一种包含jt支管或4妻口的抢室。 参照图13A,抢室1300包i舌与抢室空腔1310 4妻触的A支管或4妄口 1305。如图13B所示，接口 1305包括为接受样品配置的小孔或 孔口 1320。孔口 1320可能采取多种尺寸和形式。在特定的例子 中，该孔口可能是圆形的并且有大约0.25毫米到大约25毫米， 更具体地i兌大约4毫米的直径。在其它的例子中，该孔口可能是 矩形的，长度和宽度的测量结果都是大约0.25毫米到大约4毫米。 其它的孔口形状(例如，长菱形、梯形、三角形和/^面体形的， 等等)和孔口尺寸将很容易被原本熟悉这项技术并从这份揭示获
益的人选定。在特定的例子中，该孔口可能被放置在中心，例如， 在图13B所示的孑L口 1320的位置，然而在其它的例子中，该孔 口可能被放置在接口中任何选定的部分或区域。在将孔口放置在 ^接口中心的例子中，来自原子化来源的放电可能被该4姿口阻断或 部分地阻断。不希望受任何特定的科学理i仑或这个例子约束，阻 断放电可能由于可能增加信噪比的来自放电的背景信号的消除 或减少降低检测极限。这个结果可能是与来自抢室1300的信号 的轴向和径向一全测一起实现的。另外，升高的》文电工作压力可能 对光语发射质量有一些影响，而且可以根据样品、硬件、检测计 划等等针对特殊的操作条件被优化。 一种控制第二抢室工作压力 的方法的例子是通过控制出口气体流速和选择接口的孔口尺寸。 另一个例子是选择孔口直径和直接控制出口气体压力。另一个例 子可能是有较高的排气流量和提供额外的流进抢室的气体。精确 的压力和功率可能改变，耳又决于许多因素，包括 f旦不限于预期 的效果、艙室的配置，等等。
依照特定的例子，抢室1300可以包括可以为将样品 通过孔口 1320吸进第二艙室进行检测而工作的真空泵(未展示)。 在特定的例子中，接口可能与侧面的孔口或出口一起配置，该侧 面的孔口或出口与第二艙室有流体传递。真空泵可能与该侧面孔
口耦合以便将样品吸进抢室1300。在其它的例子中，样品扩散或 流到第二抢室中，因为第二舱室的压力可能低于原子化来源艙室
的压力。举例来i兌，由于引进抢室的气体的流速高，所以包:fe火 焰的艙室的压力高于大气压力。由于气体通过抢室的流速高，所 以等离子体的压力可能高于大气压力。在特定的例子中，有接口 的抢室的压力4妾近大气压力，所以原子和离子可以顺着压力梯度 从已经发生原子化和/或离子化的高压舱室向压力较低的舱室(例 如，通过使用在此揭示的增强装置可能发生激发作用的抢室)流 动。原本熟悉这项#支术并^人这〗分揭示获益的人将能够构造用来才妻 收和/或4企测4吏用 一个或多个原子化来源产生的原子和离子的有 4妾口的适当的抢室。 依照特定的例子，揭示一种包4舌两个或多个抢室和火 焰或初始等离子体来源的原子化装置。参照图14A,原子化装置 1400可能包括第一抢室1405和第二抢室1410。火焰或初始等离 子体来源1415可能一皮;改置在第一抢室1405里面。第二抢室1410 可能包4舌-接口或it支管1430和可能与支撑1450有电传递的增强装 置1440。在特定的例子中，第二抢室1410也可能包括可能是为 将分裂为原子或电离的物种乂人第一抢室1405吸进第二抢室1410 配置的真空泵1460,然而，在其它的例子中，物种将从第一抢室 1405流到或扩散到第二抢室1410中。真空泵1460可能是与第二 抢室1410有直〗妻的流体传递，在特定的其它例子中，附加的才妻 口可能一皮;改置在第二抢室1410的末端而且可能是为了在第二抢 室1410和真空泵1460之间^是供流体传递而配置的。在图14A所 示的例子中，当原子和/或离子进入第二抢室1410的时候，增强 装置1440可能提供射频以激发那些原子和离子。如同在此讨论 的那样，这样的射频可能是以连续模式或脉沖模式提供的。也如 同在此讨论的那样，来自增强装置1440的射频脉沖可能在检测 第二抢室1410里面的4壬<可原子或物种期间改变。在其它的例子
中，如同下面更详细地讨论的那样，第二狳室1410也可能包括
一个或多个附加的增强装置，或者，在特定的例子中，第一和第 二抢室每个都^皮配置成有至少一个增强装置。在一些例子中，原 子化装置可能包括一些附加餘室，在那些附加抢室中任何一个或 多个抢室可能包括增强装置。原本熟悉这项技术并从这份揭示获 益的人将能够设计包括火焰或初始等离子体来源和多个抢室而 且其中一些抢室可能包括增强装置的适当的原子化装置。 依照特定的例子，电容耦合可能用来代替增强装置提 供补充能量。参照图14B，该图展示电容耦合配置的轴向视图。 传导性金属板1462和1464可能被放置在艙室(例如，第二抢室 1466，例如，石英管或其它非传导性材津+)的周围，而且可能通 过电导线1472和1474与高压射频来源1468有电传递。电容耦 合可以将足够的能量提供给艙室以便激发和/或电离抢室中在传 导性金属寺反1462和1464范围内的原子。4吏用传导性金属寿反和高 能RP来源的附加配置将很容易被原本熟悉这项技术并从这份揭 示获益的人选定。 依照其它的例子，l是供一种包含两个或多个抢室和等 离子体来源的原子化装置。参照图15,原子化装置1500可能包 ，括第一抢室1505和第二抢室1510。第一抢室1505可能一皮射频感 应线圈1520包围着，该射频感应线圈可能是为产生等离子体 1530配置的。第二抢室1510也可能一皮配置成有增强装置1540， 该增强装置可能与支撑1550有电传递。第二抢室1510可能还包 括可能是为接受来自第一舱室1505的一部分原子或离子而配置 的才妾口 1560。在特定的例子中，第二抢室1510可能还包4舌可能 是为将分裂为原子或电离的物种从第一舱室1505吸进第二般室 1510而配置的真空泵(未展示)，然而，在其它的例子中，来自第 一艙室1505的物种可能流到或扩散到第二抢室1510之中。在另
一些其它的例子中，第二艙室1510可能包括-位于4妄口 1560对面 的第二接口 。第二接口可能是为在第二舱室1510和真空泵1570 之间才是供流体传递而配置的。在图15所示的例子中，当原子和/ 或离子进入第二艙室1510的时候，增强装置1540可能提供射频 以便激发那些原子和离子。如同在此讨i仑的那样，这样的射频可 能是以连续模式或脉沖模式提供的。也如同在此讨论的那样，射 频功率可能在^r测第二抢室1510里面的<壬-阿原子或物种期间改 变。在其它的例子中，如同下面更详细地讨论的那样，第二抢室 也可能包括一个或多个附加的增强装置，或者，在特定的例子中， 第一和第二内抢室每个都被配置成有至少一个增强装置。在一些
例子中，原子化装置可能包括一些附加舱室，而且那些附加抢室 中的任何一个或多个抢室可能包括增强装置。原本熟悉这项技术
并从这份揭示获益的人将能够设计包括等离子体来源和多个抢 室而且其中一些抢室可能包括增强装置的原子化装置。 依照特定的例子，包括第一抢室和第二抢室而且有多 个增强装置的原子化装置展示在图16。原子化装置1600可能包 括第一抢室1605和第二抢室1610。第一抢室1605可能纟皮可能是 为产生等离子体1630而配置的射频感应线圈1620包围着。第二 抢室1610可能被配置成有第一增强装置1640和和第二增强装置 1660,其中第一增强装置可能与支撑1650有电传递，而第二增 强装置可能与支撑1665有电传递。第二舱室1610可能还包括可 能是为接受来自第一抢室1605的一部分原子或离子配置的接口 或歧管1670。在特定的例子中，第二抢室1610可能还包括可能 是为将分裂为原子或电离的物种从第一舱室1605吸进第二抢室 1610配置的真空泵1680,然而，在其它的例子中，物种可能是 从第一抢室1605流到或扩散到第二抢室1610之中的。在另一些 其它的例子中，第二抢室1610可能包括位于接口 1670对面的第 二接口。第二接口可能是为在第二艙室1610和真空泵1680之间
提供流体传递配置的。在图16所示的例子中，当原子和/或离子
进入第二抢室1610的时{矣，第一增强装置1640可能才是供射频以 便激发那些原子和离子。第二增强装置1660也可能提供射频以 便激发第二舱室1610中的原子和离子。由第一增强装置1640和 第二增强装置1660供应的射频可能是相同的或不同的。来自每 个增强装置的射频都可能是以连续模式或脉沖模式提供的。另 外，来自每个增强装置的射频功率可能在4企测第二抢室1610里 面的任4可原子或物种期间改变。在其它的例子中，第一艙室也可 能包括一个或多个增强装置。在一些例子中，原子化装置可能包 括一些附加的抢室，那些附加般室之中的任何一个或多个抢室可 能包括一个或多个增强装置。原本熟悉这项技术并从这份揭示获 益的人将能够设计包括多个包括一个或多个增强装置的抢室的 适当的原子化装置。 依照特定的例子，揭示一种包4舌与射频感应线圈和增 强装置有电传递的单一RP发生器的原子化装置。使用单一射频发 生器(例如，单一射频来源)的例子可以考虑到射频感应线圈和增 强装置以不同的感应系数操作以便针对该装置的特定区段或区 域调整和调谐射频感应线圈或增强装置或两者。下面将参照图 96B更详细地描述这种配置的特定的例子。即4吏可以使用单 一射 频发生器，该感应线圏和增强装置也可能是相对于它的位置在每 个区段中对不同的等离子体阻抗设计的。举例来说，为了提供有 不同的性质和性能特征的装置，感应线圈和增强装置的感应系凝: 凄史值可能是不同的。在其它的例子中，感应线圈和增强装置的性 质可以通过改变每个感应线圈和增强装置的直径、耦合或形状来 改变。举例来i兌，初级射频源和每个感应线圈和增强装置可能,皮 配置成在初始》文电中以大约1100瓦特的功率而在增强装置区賴二 中以大约400瓦特的功率提供大约40 MHz的射频。在一些例子 中，来自单一射频来源的两个或多个线圈可能一皮用于，举例来i兌，用接口将初级放电与次级赋能区段分开(如图96C所示)。设计包 括与射频感应线圈和一个或多个增强装置有电传递的单一射频 发生器的原子化装置将在原本熟悉这项4支术并,人这份揭示获益 的人的能力范围内。
光谱装置 依照特定的例子，用于发射光谱(OES)的装置展示在 图17中。不希望受任何特定的科学理论约束，当化学物种被分 裂为原子和/或电离的时候，最外层电子可能经历可能发光(可能 包括非可见光)的3夭迁。举例来说，当原子的电子处于激发态的 时候，电子当它衰变到较低的能态的时候可能以光的形式发出能 量。适合监测来自受激原子和离子的光学发射的波长将很容易被 原本熟悉这项二技术并^人这〗分揭示获益的人选定。可仿效的光学发 射波长包4舌《旦不P艮于396.152纳米(铝)、193.696纳米(砷)、 249.772纟内米(石朋)、313.107纟内米(4皮)、214.440纟内米(4鬲)、238.892 纟内米(4古)、267.716纟内米(4各)、224.700纟内米(4同)、259.939纟内米(4失)、 257.610纟内米(锰)、202.031纳米(钼)、231.604纳米(镍)、220.353 纳米(铅)、206.836纳米(锑)、196.206纟内米(石西)、190.801纳米(钽)、 309.310纳米(钒)和206.200纳米(锌)。光学发射的精确波长可能 是偏红的或偏蓝的，取决于物种(例如，原子、离子，等等)的状 态而且耳又决于衰变电子i 夭迁的能纟及之差，这在才支术上是已头口的。 依照特定的例子而且参照图17, OES装置1700包括 外壳1705、样品引进装置1710、原子化装置1720和一企测装置 1730。样品引进装置1710可能根据样品的性质改变。在特定的 例子中，样品引进装置1710可能是为将液体样品变成适合引进 原子化装置1720的气溶胶而配置的雾化器。在其它的例子中， 样品引进装置1710可能是为容纳可以直4妻注入或引进原子化装
置的样品配置的注射器。其它适合引进样品的装置和方法将4艮容 易被原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人选定。原子化装置
1720可能是在此讨i仑的任〗可一种或多种原子化装置或原本熟悉 这项技术并从这份揭示获益的人可以很容易设计或选定的包括 增强装置的其它的原子化装置。；险测装置1730可能采^C许多形 式而且可能是可以4企测光学发射(例如，光学发射1725)的任何适 当的装置。举例来说，^^测装置1730可能包括适当的光学器件， 例如，透镜、镜子、棱镜、视窗、带通滤波器，等等。为了提供 多通道OES装置，检测装置1730也可能包括光栅，例如，中阶 梯光栅。中阶梯光栅之类的光栅可以考虑到同时检测多个发射波 长。光栅可能被放置在单色仪或其它适合选择一个或多个特定的 监测波长的装置之内。在特定的例子中，才企测装置1730可能包 括电荷耦合器件(CCD)。在其它的例子中，OES装置可能为实现 傅立叶变换冲是供多个发射波长的同时才全测而配置的。该4企测装置 可能-皮配置成监测某个大的波长范围中的发射波长，该波长范围 包括^旦不限于紫外线、可见光、近红外和远红外，等等。OES 装置1700可能进一步包括适当的电子器件(例如，微处理器和/ 或计算机)和适当的电路，以便提供所需要的信号和/或获得数据。 适当的附加装置和电路是技术上已知的而且可以在，举例来说， 市售的OES装置(例如，/人PerkinElmer, Inc.购买的Optima 2100DV 系列和Optima 5000DV系列的OES装置)上找到。非必选的》文大器 1740可能是为放大信号1735(例如，放大来自被检测光子的信号) 和4巴信号纟是供给显示器1750而工作的，其中所述显示器可能是 读出装置、计算机，等等。在信号1735对于显示或检测足够大 的例子中，放大器1740可能被省略。在特定的例子中，放大器 1740是为接受来自检测装置1730的信号配置的光电倍增管。然 而，其它适合》丈大信号的装置将一皮原本熟悉这项，技术并乂人这〗分揭 示获益的人选定。用在此揭示的原子化装置翻新改造现有的OES 装置和使用在此揭示的原子化装置设计新的OES装置也将在原 本熟悉这项:技术并乂人这份揭示获益的人的能力范围内。OES装置
可能进 一 步包4舌,人PerkinElmer Inc.购买的自动耳又样器(例如， AS90和AS93 依照特定的例子，用于吸收光谱(AS)的单射束装置被 展示在图18中。不希望受任何特定的科学理^仑约束，原子和离 子可能吸收特定波长的光为从较低的能级跃迁到较高的能级提 供能量。原子或离子可能包含起因于从基态跃迁到较高能级的多 条共振线。促进这样的跃迁所需要的能量可以使用下面进一步讨 -沦的多种来源(例如，加热、火焰、等离子体、电孤、火花、阴 极射线灯、激光，等等)供应。适合提供这样的能量的来源和适 合提供这样的能量的光的波长将4艮容易被原本熟悉这项技术并 从这份揭示获益的人选定。 依照特定的例子而且参照图18,单射束AS装置1800 包括外壳1805、电源1810、灯1820、样品引进装置1825、原子 化装置1830、 4全测装置1840、非必选的》t大器1850和显示器 1860。电源1810可能一皮配置成对巴功率供应^给才是供一种或多种波 长的光1822供原子和离子吸收的灯1820。适当的灯包括 f旦不限 于汞灯、阴极射线灯、激光，等等。灯可能是使用适当的遮光 器或脉沖电源的月永冲灯，或在实现激光的例子中，激光可能是4要 选定的频率(例如，5、 10或20次/秒)月永动的。灯1820的4青确酉己 置可能改变。举例来说，灯1820可能沿着原子化装置1830轴向 提供光或可能沿着原子化装置1830径向提供光。图18所示的例 子是为利用灯1820沿轴向供应光配置的。依照前面的讨论，轴 向只见测信号可能有信噪比优势。原子化装置1830可以是在此讨 论的任何原子化装置或原本熟悉这项技术并A人这4分揭示获益的 人可以4艮容易选定或设计的包括增强装置的其它适当的原子化 装置。当样品在原子化装置1830中4皮分裂为原子和/或电离的时 候，来自灯1820的入射光1822可能激发那些原子。换言之，灯 1820供应的某个百分比的光1822可能一皮原子化装置1830中的原 子和离子吸收。剩余百分比的光1835可能被传送到4企测装置 1840。举例来说，；险测装置1840可能使用，举例来i兌，棱镜、 透镜、光栅和其它适当的装置(例如，前面关于OES装置讨i仑的那 些)提供 一 种或多种适当的波长。信号可能被提供给用来增强提 供给显示器1860的信号的非必选的》丈大器1850。为了计算纟皮原 子化装置1830中的样品吸收的数量，在引进样品之前可能先引 进像水这样的空白样品，以便提供100%透光度参考值。光的数 量传输， 一旦将样品？ 1进原子化抢室就可以测量透射光的数量， 而且该透射光的^:量除以该参考值得到有样品时的透光度。该透 光度的负log,o等于吸光度。AS装置1800可能进一步包括适当的 电子器件(例如,樣t处理器和/或计算才几)和适当的电^各以使j是供所 需要的信号和/或获得数据。适当的附加装置和电路可以在，举例 来il，市售的AS装置(例如，乂人PerkinElmer, Inc.购买的AAnalyst 系列分光i普仪)上找到。用在此揭示的原子化装置翻新改造现有 的AS装置和〗吏用在此揭示的原子化装置设计新的AS装置也将在 原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的能力范围内。AS装置 可能进一步包4舌4支术上已知的自动耳又样器，例如，乂人PerkinElmer, Inc.购买的AS-90、 AS-90plus和AS-93plus型的自动取样器。 依照特定的例子而且参照图19,双射束AS装置1900 的包括外壳1905、电源1910、灯1920、原子化装置1965、检测 装置1980、非必选的》文大器1990和显示器1995。电源1910可 能被配置成4巴功率^是供给4是供一种或多种波长的光1925汞原子 和离子吸收的灯1920。适当的灯包括但不限于汞灯、阴极射线 灯、激光，等等。灯可能是使用适当的遮光器或脉冲电源的脉沖 灯，或在实现激光的例子中，激光可能是4妾选定的频率(例如，5、10或20次/秒)脉动的。灯1920的配置可能改变。举例来说，灯 1920可能沿着原子化装置1965轴向纟是供光或可能沿着原子化装 置1965径向^是供光。图19所示的例子是利用灯1920轴向供应 光配置的。依照前面的讨i仑，轴向7见测信号可能有信f喿比优势。 原子化装置1965可能是在此讨-沦的任何原子化装置或原本熟悉 这项技术并从这份揭示获益的人可以很容易选定或设计的包括 增强装置的其它适当的原子化装置。当样品在原子化装置1965 中分裂为原子和/或电离的时候，来自灯1920的入射光1925可能 激发那些原子。换言之，灯1920供应的某个百分比的光1925可 能一皮原子化装置1965中的原子和离子吸收。剩余百分比的光 1967被传送到检测装置1980。在使用双射束的例子中，可以使 用光束分离器1930将入射光1925这样分离，以致某个百分比(例 如，大约10%到大约90%)的光可以作为光束1935 一皮传送到原子 化装置1965而剩余百分比的光可以作为光束194(H皮传送到透镇: 1950和1955。这两个光束可以使用合成器1970(例如，半镀4艮镜) 再次结合，然后可以将光组合信号1975纟是供纟会;险测装置1980。 然后，确定参考〗直和样品^直之间的比，以4吏计算该样品的口及光率。 4全测装置1980可以使用，举例来说，棱镜、透镜、光斥册和技术 上已知的其它适当的装置(例如，前面就OES装置讨论的那些)提 供一种或多种适当的波长。信号1985可能被提供给非必选的放 大器1990，以便将该信号放大后提供给显示器1995。 AS装置1900 可能进一步包括技术上已知的适当的电子器件(例如，樣i处理器 和/或计算机)和适当的电路以便提供所需要的信号和/或获得数 据。适当的附加装置和电路可以在，举例来i兌，市售的装置(例 如，/人PerkinElmer, Inc.购买的AAnalyst系列光讀一义)上找到。用在 此揭示的原子化装置翻新改造现有的双射束AS装置和<吏用在这 里揭示的原子化装置设计新的双射束AS装置将在原本熟悉这项 技术并乂人这^f分揭示获益的人的能力范围内。AS装置可能进一步包括技术上已知的自动取样器，例如，从PerkinElmer, Inc.购买的 AS-90A、 AS-90plus和AS-93plus型的自动耳又才羊器。
依照特定的例子，用于质i普(MS)的装置相克要i也展示在 图20中。MS装置2000包括样品引进装置2010、原子化装置2020、 质量分析器2030、检测装置2040、处理装置2050和显示器2060。 样品引进装置2010、原子化装置2020、质量分析器2030和4企测 装置2040可能是使用 一个或多个真空泵在降低的压力下操作的。 然而，在特定的例子中，只有质量分析器2030和检测装置2040 可以在降低的压力下才喿作。样品引进装置2010可能包括为将才羊 品才是供主合原子4匕装置2020而配置的入口系统。该入口系统可能 包4舌一个或多个分4比入口 、直才妄4果查入口和/或色i普分析入口 。该 样品引进装置2010可能是注射器、雾化器或其它适合将固体、 液体或气体样品递送给原子化装置2020的装置。原子化装置 2020可以是包4舌在此讨i仑的增强装置的^壬^可一种或多种原子4匕 装置。依照在此的讨^仑，原子化装置2020可以是至少其中之一 包括增强装置的两个或多个原子化装置的组合。质量分析器2030 可能釆取多种形式，通常取决于样品性质、所需要的分辨率，等 等，而可仿效的质量分析仪将在下面进一步讨论。检测装置2040 可能是任何可以连同现有的质i普仪一起使用的适当的检测装置， 例如，电子倍增器、法拉第杯、带涂层的照相底板、闪烁;险测器 等等，以及将,皮原本熟悉这项，技术并/人这〗分揭示获益的人选定的 其它适当的装置。处理装置2050通常包括孩吏处理器和/或计算才几 和适合分析被引进MS装置2000的样品的软件。为了识别被引进 MS装置2000的物种的化学成^f分，处理装置2050可以访问一个 或多个数据库。其它4支术上已知的适当的附加装置也可能连同 MS装置2000 —起使用，这种附加装置包括但不限于自动取样 器，例Jj。， 乂人PerkinElmer, Inc.购买的AS-90plus和AS画93plus型自 动取样器。 依照特定的例子，MS装置2000的质量分析仪可能采 耳又多种形式，耳又决于预期的分辨率和一皮引进的才羊品的性质。在特 定的例子中，该质量分析器是扫描质量分析器、磁性扇区分析仪 (例如，用于单聚焦和双聚焦的MS装置的)、四才及质量分^H义、离 子陷阱分一斤4义(例如，回S走加速器、四才及离子陷阱)，飞4亍时间分 析4义(例如，点阵式激光帮助解吸的离子化飞4亍时间分析4义)和其 它可以用不同的荷质比将物种分开的适当的质量分析"f义。在此揭 示的原子化装置可以连同前面列出的 <壬 <可 一 种或多种质量分冲斤 仪或其它适当的质量分析器一起使用。在特定的例子中，MS装 置中的原子化装置是使等离子体与增强装置电感耦合的单一舱 室。在其它的例子中，原子化装置是有增强装置的单抢室火焰来 源。在另一些其它的例子中，原子化装置可能包括其中至少有一 个抢室包括在此揭示的增强装置的两个或多个艙室。 依照其它特定的例子，在此揭示的增强装置可以连同 现有的用于质语分析的离子化方法一起^吏用。举例来i兌，可以将 电子冲击源和增强装置组装在一起，以便在离子进入质量分析器 之前"R高电离效率。在其它的例子中，化学离子化来源可能与增 强装置组装在一起，以便在离子进入质量分析器之前提高电离效 率。在另一些其它的例子中，场电离来源可以与增强装置《且装在 一起，以便在离子进入质量分析器之前提高电离效率。在另一些 其它的例子中，增强装置可能一皮用于解吸来源，例如，为快速原 子轰击、场解吸、激光解吸、等离子体解吸、热解吸、电流体力 学离子化/解吸等等配置的那些来源。在另外一些其它的例子中， 增强装置可能是为用于热喷离子化来源、电喷离子化来源或其它 -波普遍用于质谱分析的离子化来源和装置而配置的。-没计适合在 质谱分析中使用的包括增强装置的离子化装置将在原本熟悉这 项技术并从这份揭示获益的人的能力范围内。 依照其它特定的例子，在此揭示的MS装置可以连带 一种或多种其它的分^H支术。举例来i兌，MS装置可以与用来实 现液体色谱、气相色i普、毛细管电泳和其它适当的分离冲支术的装 置连接。当包括增强装置的MS装置与气相色谱耦合的时候，为 了将样品从气相色语引进MS装置，包括适当的接口(例如，陷阱、 射流分离器，等等)可能是符合需要的。当MS装置液体色谱耦合 的时候，考虑到液体色谱和质谱所用体积的差异，包括适当的接 口也可能是符合需要的。举例来说，分离接口可以用来仅仅允许 很少的离开液体色语的样品被引进MS装置。从液体色谱流出的 样品也可能净皮存》文在适当的金属丝、杯子或抢室中，以1更传送纟合 MS装置的原子化装置。在特定的例子中，液体色镨可能包括为 -使样品在它通过热的毛细管时蒸发和变成气溶力交而配置的热喷 装置。在一些例子中，热喷装置可能包括它自己的增强装置以便 使用该热喷装置增加物种的电离。其它适合将液体样品从液体色 谱？l进MS装置的装置将很容易被原本熟悉这项技术并从这份揭 示获益的人选定。在特定的例子，至少其中之一包括增强装置的 多个MS装置彼此连接用于一前一后的质i普分析。举例来i兑，一 个MS装置可能包括第一种类型的质量分析4义，而另一个MS装置 可能包括与第一MS装置不同的或相似的质量分析仪。在其它的 例子中，第一MS装置可能为隔离分子的离子而工作的，而第二 MS装置可能是为打碎/检测被隔离的分子离子而工作的。设计至 少其中之一 包括增强装置的串联式MS/MS装置将在原本熟悉这 项4支术并从这4分揭示获益的人的能力范围内。依照特定的例子，提供用于红外光谱(IRS)的装置。 IRS装置包括与红外光语仪耦合或连接的样品引进装置和原子化 装置。原子化装置可能是在此讨论的任何原子化装置或包括增强 装置的其它适当的原子化装置。该原子化装置可能是为将原子和 /或离子提供给红外光谱仪进行检测而配置的。红外光谱仪可以是
单光束或双光束分光光度计、干涉4义(例如，普遍用来完成傅立
叶变才灸红外光i普分析的那些)，可仿效的红外光i普4义和在红外光
谱仪中使用的装置是在为了所有的目的在此通过引证将其全部
揭示并入的美国专利第4,419,575、 4,594,500和4,798,464号中描 述的。 <又<义为了3兌明的目的，单光束FTIR光i普4义2110与原子4匕 装置2115井禺合的例子展示在图21中。光i普4义2110包4舌光源 2116(例如，HeNe激光器)、干涉^f义平4竟2120、干涉^f义扫描《竟2125、 干燥剂盒2130、红外光来源2135、光束分离器2140、干涉4义平 4竟2145、可调的环形窗2150、固定的环形窗2175、有KBr窗2162 和2163的才羊品室2160、固定的环形窗2165和2170和红外4全测 器2180。红外光i普4义2110可能^f吏用单一干涉4义来才企测-故引进样 品室2160的物种。样品可能是先使用原子化装置2115分裂为原 子或电离然后通过在原子4匕装置2115和才羊品室216 0之间4是供流 体传递的管道2117引进才羊品室2160的。管道2117可能包4舌;令 却装置，以致离开原子化装置2115的任何原子或离子的温度可 能在进入才羊品室2160之前P争^f氐。在才羊品进入才羊品室2160之后， 阀门或孔口 (未展示)可能一皮关闭，以致没有额外的样品离开或进 入才羊品室。在4争定的例子中，才羊品室2160可能包才舌温度4空制以 将样品维持在选定的温度。在获得适当的扫描数之后，阀门或孔 口可能一皮打开，以致可以允许样品退出样品室2160和浪费掉(未 展示)。在其它的例子中，乂人原子4匕装置2115进入4羊品室2160 的流动可能是连续的。用来将分裂为原子和/或电离的样品从原子 化装置引进红外光i普4义的其它配置将4艮容易#皮原本熟悉这项#支 术并乂人这^f分揭示获益的人选定。在特定的例子中，红外光i普4义可 以与可以用来完成任何必要的傅立叶变换和/或其它需要的数据 分析(例如，定量分析或定性分析)的处理装置2190(例如，微处理 器或计算机)有电信传递。适合将原子化装置与红外光语仪耦合 的装置将4艮容易 一皮原本熟悉这项纟支术并从这卩分揭示获益的人选 定，说明性的装置包括〗旦不限于毛细管、石英管和其它的管子。举例来i兌，毛细管电离可以-使用功率非常小的细丝增强;故电而且
可以在孔径不足毫米的石英管中持续不变，反之，釆用溶剂负荷 高或比较便宜的大的第二抢室和频率低功率高的射频来源，使用
直径大约100毫米以上的非常大的第二枪室直径可能符合需要的。
依照特定的例子，用于荧光光谱(FLS)、磷光光镨 (PHS)或拉曼光谱的装置展示在图22中。装置2200包括原子化 装置2205、光源2210、样品室2220、检测装置2230、非必选的 》丈大器2240和显示器2250。4企测装置2230可以与来自光源2210 的入射光2212呈九十度放置，以便将从光源2210抵达4全测装置 2230的光的数量减到最少。荧光、磷光和拉曼发射可以在360 度中发生，所以收集光发射的^^测装置2230的定位不是至关重 要的。原子化装置2205可以是在此讨-论的任何原子化装置和其 它配置了至少一个增强装置的原子化装置。原子化装置2205可 能是为将原子和离子通过可能与样品室2220有流体传递的管道 2222^是供给样品室2220而配置的。遮光器2215可以用于有利于 将光源2210变成脉沖光源的地方。在光源是激光脉冲的情况下， 可以省曰各遮光器2215。当分裂为原子和/或电离的才羊品进入才羊品 室2220之时，光源2210激发一个或多个电子使之进入受激态， 例如，进入受激的单态，然后该受激原子当它衰变到基态的时候 可能发出光子。当受激原子以总的光发射从受激单态衰变到基态 的时候，我们说发生荧光发射，而且最大的发射信号在激发源的 波长相比时通常偏红。在受激原子以总的光发射从受激三重态衰 变到基态的时候，我们说发生磷光发射，而且最大的磷光发射波 长与最大的荧光发射波长相比时通常偏红。对于4立曼光镨，可以 监测散射的辐射，而且可以监测Stokes和anti-Stokes线，以便提供 样品的;^测。发射信号可能是使用纟企测装置2230收集的，该才企 测装置可能是，举例来说，有诸如棱镜、中阶梯光斥册之类适当的
光学器件的单色仪。检测装置2230将信号提供给非必选的放大 器2240将信号放大，于是可以使用显示器2250观察。在信号对 于才企测足够强的例子中，可以省略非必选的》文大器2240。在特定 的例子中，显示器2250是用于信号分析的计算机或数据获得系 统的一部分。
依照特定的例子，^^羊品室的条件可能改变，取决于究 竟是想要测量荧光、磷光还是拉曼散射。对于许多化学物种，内 转换和/或荧光的速率常H通常比磷光的速率常凄t大得多，因此， 要么是非辐射发射要么是荧光发射占优势。通过改变样品条件， 支持磷光或散射使之超过荧光可能是可能的。举例来说，样品室 2220可能包括可能吸附或捕获原子和/或离子的点阵或固体支 撑，例如，硅石、纤维素、丙烯酰胺，等等。在其它的例子中， 样品室2220可能是在降^f氐的温度(例如，77开氏度)下^喿作的， 以致进入样品室2220的原子和离子可能在点阵中一皮冻结。至少 对于某些物种，那些物种在点阵中的固定可能导致增加的系间窜 越聚居于三重能级，这可能支持磷光发射超过荧光发射。选择适 合监测荧光、磷光和拉曼散射的采样条件将在原本熟悉这项技术 并/人这份揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，揭示一种包^r增强装置的用来完成 X-射线光谱分析的装置。包括增强装置的原子化装置可能是为将 原子和离子提供给样品室配置的。 一旦进入样品室，离子和原子 就可能处于X-射线来源的支配之下，人们就可以监测X-射线的吸 收或发射。技术上已知的适合完成X-射线光谱分析的仪器包括， 举例来i兌，乂人Physical Electronics USA购买的PHI 1800 XPS。 <吏 在此揭示的增强装置适合用于X -射线光语技术将在原本熟悉这 项技术并乂人这l分揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，包含增强装置的气相色语展示在图 23中。气相色谱2300包括与注射器2320有流体传递的载气2310。 载气2310的流速可以-使用压力调节器、流量计之类的东西来调 节。载气2310的流量可以〗吏用分流器2315分离，以致一部分载 气2310通过与注射器2310有流体传递的管子和剩余的载气2310 可能一皮浪费掉。气相色i普2300可能进一步包括加热装置2330, 例如，烘箱。加热装置2330可能是为使通过注射器2320注入的 液体样品蒸发而工作的。在特定的例子中，加热装置2330可能 包括内在的增强装置以帮助蒸发。在加热装置2330里面的是至 少一个可以4巴在引进的样品里面的物种分开的色"i普柱2340。色谱-柱2340包括一个或多个固定相，例如，聚二甲基硅氧烷、聚(苯 曱基二甲基)硅氧烷、聚(苯曱基)硅氧烷、聚(三氟丙基二曱基)硅 氧烷，聚乙二醇酯、聚(dicanoallyl二甲基)硅氧烷和从许多制造商 (例唢o ， Phenomenex (Torrance, CA))那里购买的其它的固定才目。 分开的物种可以利用色谱-柱2340洗提，而且可以流进4企测器 2350。检测器2350可以是普遍用于气相色语的任何一种或多种 冲全测器，包括〗旦不限于火焰离子化4企测器、导热率4全测器、热 离子检测器、电子俘获检测器、原子发射检测器、光度测量检测 器、荧光检测器、光致电离检测器等等。在图23所示的例子中， 斗企测器2350可以包括增强装置2360,该增强装置可以用来在冲佥 测器2350中4足进电离和/或激发电离的物种。用适当的增强装置 配置气相色语将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的 能力范围内。 依照其它特定的例子，气相色镨可以与另外的仪器连 接或耦合。在一些例子中，气相色镨可能与包括增强装置的电感 耦合等离子体耦合。举例来i兌，气相色^普可以用来^f吏样品中的物 种蒸发和分离，以致个别物种能利用气相色镨洗提。洗提出的物 种可以被引进与气相色谱连接的电感耦合等离子体。电感耦合等离子体可以包括一 个或多个增强装置以便提供射频以提高原子 化和/或离子化的效率或提供射频以激发已分裂为原子和/或电离 的物种。在其它的例子中，气相色镨可能与包括增强装置的质谱 4义耦合。举例来说，气相色谦可能用来4吏样品中的物种蒸发和分 离，而且分开的物种可以被引进质语仪用于破碎和4企测。在一些 例子中，气相色谱可能与本身与质谱仪耦合的电感耦合等离子体 连接。原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人将4艮容易将包括 增强装置的附加装置和仪器与气相色谱耦合。
依照特定的例子，图24展示包4舌增强装置的用于液 体色谱(LC)的装置，例如，用来完成LC的，快速的蛋白质液体色 谦(FPLC)、高性能液体色谱(HPLC),等等。LC装置2400包括载 体;容齐H诸才曹2410、泉2420、；主射器2430、色"i普一主2450禾口才佥观'J器 2460。在特定的例子中，另外的泵和溶剂可能被包括在内，以便 在分离期间可以实现溶剂梯度4支术。载体溶剂通常耳又决于i午多因 素，包括但不限于样品中待分离的物种和色语柱2450中固定 相的性质。溶剂在任何分离过程之前通常先要脱气，例如， <吏用 烧结物过滤、氮气通过溶剂冒泡，等等。适合完成给定的分离和 用来使溶剂脱气的方法将很容易被原本熟悉这项技术并从这份 揭示获益的人选定。注射器2430可以是为提供可再现的注射而 配置成的任何注射器，在特定的例子中，注射器2430是环形注 射器(loop injector)， 侈寸3口 , 乂人PerkinElmer, Inc. 、 Beckman Instmments等^/^司购买的那些。当样品^皮注入注射器2430的时 候，溶剂4巴样品带进色语柱2450，在那里样品中物种的分离可能 发生。在色i普柱2450中精确的固定相可能改变，耳又决于4寺分离 的物种、溶剂组成，等等，在特定的例子中，固定相可以选自基 于C18的固定相、硅石、强阴离子交换材料、强阳离子交换材料、 尺寸排除介质和其它普遍用于LC、 FPLC和HPLC的固定相。适当 的固定相和LC色语柱可以从许多制造商那里购买，举例来说，乂人
Phenomenex, Inc. (Torrance， CA)购买。已分开的物种可以利用色 :潜柱2450洗^是出来，然后进入^^测器2460。；险测器2460可能采 取许多形式，包括但不限于紫外线/可见光吸光率检测器、焚光 检测器、导电率检测器、电化学检测器、折射指数检测器、蒸发 式光散射检测器、质量分析器、核磁共振4企测器、电子自旋共振 斗企测器、圓形二向色性4企测器，等等。在特定的例子中，例如液 体色谱2400可以与质量分析器一起配置的情况下，液体样品可 能在被引进质量分析器之前先被雾化、蒸发和分裂为原子。举例 来说，色谱峰可能是使用，举例来说，电感耦合等离子体在被引 进质量分析器之前来自色i瞽柱2450的洗纟是峰、蒸发峰和分裂为 原子峰。该电感耦合等离子体可能包括增强装置以便提高电离效率。用在这里揭示的增强装置配置LC装置将在原本熟悉这项4支术 并/人这<分揭示获益的人的能力范围内。 依照其它特定的例子，LC装置可能与附加的4义器连 接或耦合。在一些例子中，液体色语可能与包括增强装置的电感 耦合等离子体耦合。举例来说，液体色镨可能用来把溶解在液体 样品中的物种分开，而 一皮洗才是出来的物种可能#皮引进可能与液体 色谱连接并且在那里可能发生原子化和/或;险测的电感耦合等离 子体。电感耦合等离子体可能包括一个或多个用来提供射频提高离的物种的增强装置。在其它的例子中，液体色"i普可能与包括增 强装置的质量光i普仪耦合。举例来说，液体色i普可能用来对巴样品 中的物种分开，而被分开的物种可能被引进质谱仪以使J皮碎和抬二 测。使用带增强装置的电感耦合等离子体和带增强装置的热喷装 置之类的东西 <吏液体样品在被引进质傳仪之前蒸发可能是符合 需要的。原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人将很容易将包 括增强装置的附加的装置和仪器与液体色谱耦合。
依照特定的例子，揭示一种包^^舌增强装置的用于核石兹 共振(NMR)的装置。在特定的例子中，NMR是与一个或多个包括 增强装置的附加装置连接的。举例来说，物种可以先^f吏用NMR 进行分析，然后在NMR分析之后可能被引进带增强装置的原子化 装置进行检测。在其它的例子中，可能首先使用带增强装置的原 子化装置将物种分裂为原子，然后可能使用NMR分析那些原子和 /或离子。举例来说，气相NMR研究可能是为识别有高蒸汽压的 杂质而进行的。在特定的例子中，为了获得气相物种的好频语， 给样品室增压(例如，增加到大约10-50atm)可能是必需的。仅仅 为了说明的目的，图25展示适合脉沖型NMR实-险的NMR装置的 方框图。NMR装置2500包括磁体2510、射频发生器2520、接收 器2530和凄t据获得装置2540(例如，计算才几)。^兹体2510包4舌场 频闭锁装置2512和匀场线圈2514，其中每个匀场线圈都可能与 凄t据获得装置2540有电传递。4笨头2516可能被》t置在石兹体2510 里面。探头2516可能与射频发射器2522电耦合。射频发射器2522 可能与频率合成器2524有电传递。频率合成器2524可能与"永冲 程序装置2526有电传递。射频发生器2520可能一皮配置成将射频 脉沖(例如，90度脉沖、180度脉沖，等等)提供给探头2M6以便 才企测存在于探头2516内所包含的样品中的物种。当信号从4罙头 2516发射出来的时候，该信号可能被到4妻收器2530以使^企测。 接收器2530可能包括前置放大器2532，相敏检测器2534、声频 过滤器2536和用来把信号提供给数据获得系统2540的才莫数转换 器2538。该:探头可能一皮配置成4企测一种或多种有》兹活性的核，例 如，'H、 13C、 15N、 31P,等等。在特定的例子中，NMR装置可以 用于一维、二维、三维或四维的NMR光i普^支术，例如，NOESY、 COSY、 TOCSY，等等。在特定的例子中，NMR装置可能与可能 -险测已分裂为原子和/或电离的物种的带增强装置的原子化装置 连接。在其它的例子中，NMR装置可能与本身可能与原子化装置 耦合的质量分析器连4姿，以Y更以质荷比为基础进行分冲斤。在特定
的例子中，管道或导管可能是在NMR装置的4罙头和附加装置(例 如，ICP或质量分析器)之间^是供的，以致样品可以自动地从NMR 装置转移到附加装置。原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人 将能够选择或设计适合连接包括增强装置的附加装置的NMR装置。
依照附加的例子，纟是供一种与包括增强装置的附加装 置连接的用于电子自旋共振(ESR)的装置。不希望受任何特定的 科学理论约束，i午多可以用OES或AS才企测的金属物种也可以 <吏用 ESR检测。举例来说，当游离锰溶解在水中的时候，自旋数为5/2 的锰l是供有6条线的ESR光i普。ESR光i普的4青确的线形和线宽可 以才是供一些锰离子所经历的环境的指示。原子锰的光学发射可以 在257.610纳米检测到。使用与OES装置连接的ESR仪器，可以 在同 一 样品上完成两种测量。适当的E S R仪器可以从许多制造商 那里购买，制造商包括^f旦不限于Bruker Instruments (Germany)。 ESR可以使用适当的管道系统和连接件与OES耦合，以致来自 ESR的液体样品可以被移动和递送到OES装置而不需要用手操作 把样品注射到OES装置之中。使ESR装置与包括带增强装置的原 子化装置的附加的装置和仪器耦合将在原本熟悉这项技术的人 并从这份揭示获益的能力范围内。 依照特定的例子，提供一种为在低UV波段测量配置 的而且包括增强装置的光谱仪。如同在此使用的那样，"低UV" 指的是被在大约90-200纳米以下或附近的波段进行的测量。在 小于大约200-210纳米的波长，氧在光学^各径中可能吸收发出的 光(在OES装置的情况下)或可能吸收用来激发原子和离子的光 (在AS装置的情况下)。氧的这种吸收可能妨碍氯之类在j氐UV波 段发射的原子的发射线的检测。通过将增强装置用于OES装置或 AS装置，低UV测量可以通过消除任何存在于光学路径中的氧获
得。这个结果可以这样实现，举例来i兌，通过4吏第一抢室或第二 抢室与光谱仪耦合。举例来说，第一抢室可能用来装原子化来源， 而4妄口可能用来将分裂为原子的样品吸进第二抢室。第二抢室可 能包括增强装置。第二舱室可能与光谱仪上的窗口或孔有流体传 递，以致光谱仪的光学路径是密封的，隔绝任何外部的空气或氧。 该光学路径可能用在低UV波段不吸收的气体(例如，氮气)净化，
定的例子中，该装置包括与光谱仪上的窗口光学耦合的增强装 置，以致实质上没有氧或空气存在于光谱仪的光路中。在特定的
例子中，该装置可能是为光学发射配置的，以致低uv波段的光 发射可以被检测到。在其它的例子中，该装置可能是为原子吸收
配置的，以致吸收低UV光的物种可以被4企测到。在特定的例子 中，检测器可能与包含增强装置的舱室光学耦合，以致该抢室中 的光发射或吸收都可以被检测到。在一些例子中，该艙室也可能 光学地与光源(例如，诸如激光器、电弧灯之类的紫外光源)耦合，
以致可以将光提供给该抢室以便检测吸收低uv光的物种。低uv
装置的说明性配置将在下面的例子7和8中更详细地描述。 在其它的例子中，揭示一种OES装置，该OES装置有 电感耦合等离子体和增强装置而且是为以比使用非增强的 ICP-OES装置能获得的检测水平低至少大约五倍(更具体地说低 至少十倍)的水平4企测金属物种而配置的。不希望受任何特定的 科学理i仑约束，在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域 的面积增加5倍、IO倍或更多。在使用在此揭示的射频增强装置 的特定例子中，OES装置的发射区域被增加大约5倍、IO倍或更 多而背景发射没有实质上的增加。虽然在一些例子中背景信号可 能增加，但是背景信号的增加可能成比例地低于发射信号强度的 增加因此提供较低的检测水平。这样的信号面积增加可能导致将 金属的OES检测极限降低至少大约5倍、10倍或更多。使用包括增强装置的OES装置以比未被增强的ICP-OES装置低至少大约5
倍的水平检测金属物种将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获 益的人的能力范围内。 依照另一些其它的例子，提供一种OES装置，该OES 装置有电感耦合等离子体和增强装置而且是为以至多大约0.18 微克/升的水平检测铝配置的。如同在此讨论的那样，这里揭示的 增强装置可以将OES装置的发射区i或增加5倍或更多。在特定的 其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增 加5倍或更多，而背景发射没有实质上的增加。这样的增加可能 导致将铝的OES检测极限(大约0.9微克/升)降低至少5倍。在一 些例子中，OES装置可能是为以至多大约0.11微克/升(例如，0.09 微克/升、0.045微克/升或更低)的水平检测铝配置的。该OES装置 可能包括，举例来说，原子化来源和在此揭示的增强装置，这样 的例子是作为例证而不是作为限制提供的。 依照其它特定的例子，纟是供一种OES装置，该OES装 置有电感耦合等离子体和增强装置而且是为以至多大约0.6樣史克/ 升的水平一全测砷而配置的。在此揭示的增强装置可以将OES装置 的发射区域增加5倍或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的 增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍或更多，而背景发 射没有实质上的增加。这样的增加可能导致将砷的OES检测极限 (大约3.0-3.6微克/升)降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置 可能是为以至多大约0.4微克/升(例如，0.3微克/升、0.15微克/ 升或更低)的水平检测砷而配置的。该OES装置可能包括，举例来 说，原子化来源和在此揭示的增强装置，这样的例子是作为例证 而非限制纟是供的。 依照其它的例子，^是供一种为以至多大约0.05樣史克/ 升的水平纟全测硼配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致将硼的OES才企测极限(大约0.25-1.0微克/升) 降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约 0.033微克/升(例如，0.025微克/升，0.0125微克/升或更低)的水 平才全测硼而配置的。该OES装置可能包4舌，举例来i兌，原子〗匕来 源和在此揭示的增强装置，这样的例子是作为例证而不是限制才是 供的。 依照特定的例子， -提供一种为以至多大约0.003孩支克 /升的水平4全测铍配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。如同在此讨论的那样，这里揭示的增强装置可以将OES装 置的发射区域增加5倍或更多。在特定的其它例子中，在此揭示 的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍或更多而背景发 射;史有实质上的增加。这才羊的增加可能导至丈4寻4皮的OES4全测才及限 (大约0.017-1.0微克/升)降低至少5倍。在一些例子中，OES装置 可能是为以至多大约0.002樣￡克/升(例如，0.0017孩吏克/升、 0.00085微克/升或更低)的水平检测铍而配置的。该OES装置可能 包括，举例来说，原子化来源和在此揭示的增强装置，这样的例 子是作为例证而不是限制提供的。 依照特定的例子，^是供一种为以至多大约0.014农￡克 /升的水平检测镉配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。
这样的增加可能导致将镉的OES检测极限(大约0.07-0.1微克/升) 降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约 0.009微克/升(例如，0.007微克/升、0.0035微克/升或更低)的水 平冲全测镉而配置的。该OES装置可能包括，举例来说，原子化来 源和在此揭示的增强装置，这样的例子是作为例i正而不是作为限 制提供的。 依照特定的例子，提供一种为以至多大约0.05微克/ 升的水平检测钴而配置的有电感耦合等离子体和增强装置的 OES装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加 5倍或更多。在其它特定的例子中，在此揭示的增强装置可以将 OES装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增 加。这样的增加可能导致将钴的OES检测极限(大约0.25微克/升) 降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约 0.033微克/升(例如，0.025微克/升、0.01微克/升或更低)的水平 才全测钴而配置的。该OES装置可能包括，举例来说，原子化来源供的。 依照特定的例子，^是供一种为以至多大约0.04孩t克/ 升的水平检测铬配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致将铬的OES检测极限(大约0.20-0.25微克/升) 降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约 0.03微克/升(例如，0.02微克/升、0.01微克/升或更低)的水平检 测净各而配置的。该OES装置可能包括，举例来说，原子化来源和
在此揭示的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制提 供的。 依照特定的例子，提供一种为以至多大约0.08微克/ 升的水平冲企测铜配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以^l寻OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致将铜的OES检测极限(大约0.4-0.9微克/升) 降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置是为以至多大约0.053 微克/升(例如，0.04微克/升、0.02微克/升或更低)的水平检测铜 而配置的。该OES装置可能包4舌，举例来i兌，原子化来源和在此 揭示的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制提供 的。 依照特定的例子，提供一种为以至多大约0.04微克/ 升的水平检测铁配置的有电感耦合等离子体和增强装置的O E S 装置。如同在此讨i仑的那样，这里揭示的增强装置可以将OES装 置的发射区域增加5倍或更多。在特定的其它例子中，在此揭示 的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍或更多而背景发 射没有实质上的增加。这样的增加可能导致铁的OES检测极限(大 约0.2-0.4微克/升)的降低至少5倍。在一些例子中，OES装置可 能是为以至多大约0.027微克/升(例如，0.02微克/升、0.01微克/ 升或更低)的水平检测铁而配置的。该OES装置可能包括，举例来 说，原子化来源和在此揭示的增强装置，这才羊的例子是作为例证 而不是作为限制提供的。 依照特定的例子，才是供一种为以至多大约0.006孩吏克 /升的水平一全测锰配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致锰的OES^r测极限(大约0.03-0.10樣i克/升) 降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约 0.004微克/升(例如，0.003微克/升、0.0015微克/升或更低)的水 平4企测《孟配置的。该OES装置可能包纟舌，举例来i兌，原子化来源 和在此揭示的增强装置，这样的例子是作为例i正而不是作为限制 提供的。 依照特定的例子，冲是供一种为以至多大约0.08翁i克/ 升的水平才全测钼配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致钼的OES检测极限(大约0.40-2微克/升)降低 至少5#"。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约0.053 孩吏克/升(例如，0.04纟鼓克/升、0.02孩i克/升或更J氐)的水平才全测钼 而配置的。该OES装置可能包括，举例来说，原子化来源和在此 揭示的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制提供 的。 依照特定的例子，4是供一种为以至多大约0,08樣￡克/ 升的水平检测镍配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。如同在此讨论的那样，揭示这里的增强装置可以将OES装 置的发射区域增加5倍或更多。在特定的其它例子中，在此揭示 的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍或更多而背景发 射没有实质上的增加。这样的增加可能导致镍的OES检测极限(大 约0.4微克/升)降低至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是 为以至多大约0.053微克/升(例如，0.04微克/升/0.02微克/升或更 低)的水平4全测4臬配置的。该OES装置可能包纟舌，举例来i兌，原子 化来源和在此揭示的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作 为限制提供的。 依照特定的例子，提供一种为以至多大约0.28微克/ 升的水平检测铅配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致铅的OES4企测极限(大约1.4孩i克/升)降^氐至 少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约0.19凝: 克/升(例如，0.14微克/升、0.007微克/升或更低)的水平检测铅配 置的。该OES装置可能包括，举例来"i兌，原子化来源和在此揭示 的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制提供的。 依照特定的例子，々是供一种为以至多大约0.4微克/ 升的水平4全测锑配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致锑的OES检测极限(大约2-4微克/升)降低至 少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约0.3孩走 克/升(例如，0.2微克/升、0.1微克/升或更低)的水平检测锑而配 置的。该OES装置可能包4舌，举例来i兌，原子化来源和在此揭示 依照特定的例子，冲是供一种为以至多大约0.6孩i克/ 升的水平4佥测石西配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES
装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致硒的OES检测极限(大约3-4.5微克/升)降低 至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约0.4 微克/升(例如，0.3微克/升、0.15微克/升或更低)的水平检测硒配 置的。该OES装置可能包括，举例来说，原子化来源和在此揭示 的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制提供的。 依照特定的例子，4是供一种为以至多大约0.4樣i克/ 升的水平4企测钽配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致钽的OES检测极限(大约2-3.5微克/升)降低 至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约0.27 微克/升(例如，0.2微克/升，0.1微克/升或更低)的水平检测钽配 置的。该OES装置可能包4舌，举例来i兑，原子化来源和在此揭示 的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制纟是供的。 依照特定的例子，提供一种为以至多大约0.03微克/ 升的水平检测钒配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在at匕揭示的增强装置可以爿夸OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致钒的OES检测极限(大约0.15-0.4微克/升)降 低至少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约0.02 微克/升(例如，0.015微克/升、0.0075微克/升或更低)的水平检测 钒而配置的。该OES装置可能包括，举例来说，原子化来源和在此揭示的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制提供 的。 依照特定的例子，提供一种为以至多大约0.04微克/ 升的水平检测锌配置的有电感耦合等离子体和增强装置的OES 装置。在此揭示的增强装置可以将OES装置的发射区域增加5倍 或更多。在特定的其它例子中，在此揭示的增强装置可以将OES 装置的发射区域增加5倍或更多而背景发射没有实质上的增加。 这样的增加可能导致锌的OES检测极限(大约0.2微克/升)降低至 少5倍。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约0.027 微克/升(例如，0.02微克/升、0.01微克/升或更低)的水平检测锌 而配置的。该OES装置可能包括，举例来说，原子化来源和在此 揭示的增强装置，这样的例子是作为例证而不是作为限制 一是供 的。 依照特定的例子，冲是供一种包4舌电感耦合等离子体和 增强装置的光语仪。该光谱仪可能被配置成将检测区域(例如，
具体地说至少大约10倍。在其它特定的例子中，在此揭示的增 强装置可以将OES装置的检测区域增加5倍或更多而背景发射没 有实质上的增加。该光谱仪可以用于光学发射和吸收、荧光、磷 光、散射和其它适当的4支术而且可以与一个或多个附加装置或4义 器连接。组装为将检测区域增加至少大约5倍而配置的适当的光 i普仪将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的能力范围 内。 依照另外的例子，揭示一种用于发射光镨(OES)的包 括电感耦合等离子体和增强装置的装置。在特定的例子中，该 OES装置包括包含电感耦合等离子体的第一抢室和有至少一个
用来激发原子或物种的增强装置的第二艙室。不希望受任何特定
的科学理论约束，在传统的OES装置中，,皮分才斤物可能至少4要大 约20:1的比例被载气稀释。这种稀释导致较低的敏感性和/或需 要使用浓度较高的样品来检测物种。在特定的OES装置中第二舱 室可能被配置成萃取分裂为原子和电离的物种以避免由载气引 起的稀释效应。举例来说，第二舱室可能包括适当的接口或歧管， 以致在第 一 抢室中来自等离子体羽流的内部部分的样品可能#皮 吸入第二抢室，而且在第一抢室的外部部分附近循环的载气和冷 却气体可以除去。这个程序可能导致样品在第二抢室中浓缩。举 例来说，该OES装置可能是这样配置的，以致被引进第二艙室的 样品可能是用载气以小于大约15:1的比例，更具体地说用载气以 小于大约10:1的比例稀释的，例如，样品可能是以小于大约5:1 的比例用载气稀释的。在第二抢室中由于较少地用载气稀释造成 的这样的样品浓缩可能提供增加的发射，后者可能提供改善的检 测极限。举例来说，样品可能在第二抢室中比在第一4色室中至少 浓大约2-4倍。除此之外，火焰或初始等离子体背景信号可以通 过把光阑或滤光片放在第 一舱室和第二抢室之间从轴向观察中 除去。这可能导致检测极限进一步改善到比使用第二抢室不包括 增强装置的ICP-OES装置获得的检测极限低至少大约5倍。在检 测极限方面精确的改善将取决于许多因素，包括在歧管或接口上 的小孔或孔口的尺寸、吸进第二艙室的样品的凄t量、第二抢室的 长度、用于第二抢室的增强装置的数目，等等。选才奪和设计包括 有增强装置的第二抢室的适当的ICP-OES装置将在原本熟悉这项 才支术并乂人这份揭示获益的人的能力范围内。 ^衣照其它的例子，4是供一种为以至多大约0.7樣i克/ 升的水平4全测铝配置的在第一抢室中有电感耦合等离子体而且 第二舱室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释25-75% 或更少，所以有增强装置的第二抢室可以将4全测极限改善大约
25-75%。这可能导致铝的OES检测极限(大约0.9微克/升)降低至 少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装置可能是为以至 多大约0.45微克/升(例如0.225微克/升或更低)的水平检测铝配置 的。第二舱室可能包括增强装置，例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，冲是供一种为以至多大约2.25 微克/升的水平检测砷配置的而且第一舱室有电感耦合等离子体 而第二抢室包括增强装置的OES装置。不希望受任何特定的科学 理论约束，有增强装置的第二艙室可以将检测极限改善大约 25-75%,因为样品被载气稀释25-75%或更少。这样的增加可能 导致砷的OES检测极限(大约3.0-3.6微克/升)降低至少大约 25-75%或更多。在一些例子中，该OES装置可能是为以至多大约 1.5微克/升(例如，0.75微克/升或更低)的水平检测砷而配置的。 第二舱室可能包括增强装置，例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，^是供一种为以至多大约0.18 孩i克/升的水平检测硼配置的第 一抢室有电感耦合等离子体而第 二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释25-75% 或更少，所以有增强装置的第二抢室可以将4企测才及限改善大约 25-75%。这样的增加可能导致硼的OES4全测极限(大约0.25-1.0 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约0.125微克/升(例如，0.06微克/升或更低) 的水平4企测硼而配置的。第二抢室可能包纟舌增强装置，例如，在 此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，提供一种为以至多大约 0.013樣i克/升的水平一企测4皮配置的第 一抢室有电感耦合等离子体 而第二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二抢室可以将检测极限改善大约25-75%。这样的增加可能导致4^的OES4企测极限(大约 0.017-l.(M鼓克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中， 该OES装置可能是为以至多大约0.085微克/升(例如0.045微克/ 升或更低)的水平检测铍而配置的。第二抢室可能包括增强装置， 例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，^是供一种为以至多大约 0.0525樣i克/升的水平一企测镉而配置的第 一抢室有电感耦合等离 子体而第二舱室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二抢室可以将才企测才及限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致镉的OES^f全测极限(大约 0.07-0.1」微克/升)卩条<氐至少大约25-75%或更多。在一些例子中， 该OES装置可能是为以至多大约0.035微克/升(例如0.0175微克/ 升或更低)的水平一企测镉而配置的。第二抢室可能包括增强装置， 例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子， 一是供一种为以至多大约0.19 孩i克/升的水平 一企测钴配置的第 一 艙室有电感耦合等离子体而第 二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品纟皮载气稀释25-75% 或更少，有增强装置的第二抢室可以将^r测极限改善大约 25-75%。这样的增加可能导致钴(大约0.25微克/升)的OES检测极 限降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装置可能 是为以至多大约0.125微克/升(例如，0.0625微克/升或更低)的水 平4企测钴而配置的。第二抢室可能包4舌增强装置，例如，在此揭 示的增强装置。 依照另一些其它的例子，^是供一种为以至多大约0,15 微克/升的水平检测铬配置的第一舱室有电感耦合等离子体而第 二舱室包括增强装置的OES装置。因为样品—皮载气稀释25-75%
或更少，所以有增强装置的第二抢室可以将4企测极限改善大约
25-75%。这样的增加可能导致铬的OES检测极限(大约0.20-0.25 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约0.10微克/升(例如，0.05微克/升或更低) 的水平4全测^^而配置的。第二抢室可能包括增强装置，例如，在 此揭示的增强装置。 依照特定的例子，提供一种为以至多大约0.30微克/ 升的水平4全测铜配置的有电感耦合等离子体而且第二抢室包括 增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释25-75%或更少，所以 有增强装置的第二抢室可以将检测极限改善大约25-75%。这样 的增加可能导致铜的OES4全测极限(大约0.4-0.9微克/升)降低至 少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装置可能是为以至 多大约0.20孩i克/升(例如，0.1孩i克/升或更低)的水平4企测铜配置 的。第二舱室可能包括增强装置，例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，4是供一种为以大约0.15微 克/升的水平检测铁配置的第 一抢室有电感耦合等离子体而第二 艙室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀禾,25-75%或更 少，所以有增强装置的第二抢室可以将4企测才及限改善大约 25-75%。这才羊的增加可能导致铁的OES4企测纟及限(大约0.2-0.4樣吏 克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装置 可能是为以至多大约0.10孩吏克/升(例如，0.05孩￡克/升或更<氐)的 水平检测铁配置的。第二舱室可能包括增强装置，例如，在此揭 示的增强装置。 依照另一些其它的例子，^是供一种为以至多大约 0.023微克/升的水平检测锰配置的在第一抢室中有电感耦合等离 子体而且第二抢室包括增强装置的OES装置。不希望受任何特定 的科学理论约束，有增强装置的第二抢室可以将4企测极限改善大
约25-75%,因为样品被载气稀释25-75%或更少。这样的增加可 能导致锰的OES检测极限(大约0.03-0.10微克/升)降低至少 25-75%或更多。在一些例子中，该OES装置被配置成检测至多大 约0.015《效克/升(例如，0.008樣i克/升或更4氐)的4孟水平。第二抢 室可能包括增强装置，例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，4是供一种为以至多大约0.3 微克/升的水平检测钼配置的在第 一 舱室中有电感耦合等离子体 而且第二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品:帔载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二舱室可以将检测极限改善 大约25-75。/。。这样的增加可能导致钼的OES检测极限(大约0.40-2 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约0.2微克/升(例如，0.1微克/升或更低)的 水平才全测钼而配置的。第二抢室可能包括增强装置，例如，在此 揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，4是供一种为以至多大约0.3 微克/升的水平检测镍配置的在第 一舱室中有电感耦合等离子体 而且第二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀#奪 25-75%或更少，所以有增强装置的第二舱室可以将检测极限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致镍的OES一企测极限(大约0.4 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约0.20孩i克/升(例如，0.10孩i克/升或更寸氐) 的水平^^测镍而配置的。第二抢室可能包括增强装置，例如，在 此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，才是供一种为以至多大约1.0 微克/升的水平检测铅配置的在第 一 舱室中有电感耦合等离子体
而且第二艙室包括增强装置的O E S装置。因为样品被载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二舱室可以将检测极限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致铅的OES一企测极限(大约1.4 樣吏克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约0.014微克/升(例如，0.7微克/升、0.35樣i 克/升或更低)的水平检测铅配置的。第二舱室可能包括增强装置， 例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，^是供一种为以至多大约1.5 孩史克/升的水平^^测锑配置的在第一抢室中有电感耦合等离子体 而且第二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二舱室可以将检测极限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致锑的OES检测极限(大约2-4 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约1樣i克/升(例如，0.5微克/升或更低)的水 平才全测锑而配置的。第二抢室可能包4舌增强装置，例如，在此揭 示的增强装置。 依照另一些其它的例子，4是供一种为以至多大约2.25 微克/升的水平检测硒配置的在第 一 抢室中有电感耦合等离子体 而且第二舱室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二餘室可以将检测极限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致硒的OES检测极限(大约3-4.5 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约1.5微克/升(例如，0.75微克/升或更低) 的水平检测竭配置的。第二抢室可能包括增强装置，例如，在此 揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，4是供一种为以至多大约1.5 微克/升的水平检测钽配置的在第一抢室中有电感耦合等离子体 而且第二輪室包括增强装置的OES装置。因为样品4皮载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二抢室可以将纟佥测才及限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致钽的OES检测极限(大约2-3.5 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约1.0微克/升(例如，0.5微克/升或更低)的 水平4企测钽而配置的。第二抢室可能包"fe增强装置，例如，在此 揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，3是供一种为以至多大约0.11 《敖克/升的水平^f企测钒配置的在第一抢室中有电感耦合等离子体 而且第二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品被载气稀释 25-75%或更少，所以有增强装置的第二抢室可以将纟企测纟及限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致钒的OES检测极限(大约 0.15-0.4微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中， 该OES装置可能是为以至多大约0.075微克/升(例如，0.038微克/ 升或更低)的水平检测钒而配置。第二抢室可能包括增强装置， 例如，在此揭示的增强装置。 依照另一些其它的例子，^是供一种为以至多大约0.15 微克/升的水平检测锌配置的在第一舱室中有电感耦合等离子体 而且第二抢室包括增强装置的OES装置。因为样品一皮载气稀津奪 25-75%或更少，所以有增强装置的第二舱室可以将检测极限改善 大约25-75%。这样的增加可能导致锌的OES检测极限(大约0.2 微克/升)降低至少大约25-75%或更多。在一些例子中，该OES装 置可能是为以至多大约0.10微克/升(例如，0.05微克/升或更低) 的水平一全测《争而配置的。第二抢室可能包i舌增强装置，例如，在 此揭示的增强装置。 依照特定的例子，4是供一种包含电感耦合等离子体和 增强装置的光谱4义。在特定的例子中，该光谱4义可能纟皮配置成实 质上阻断来自初级放电的信号以便仪器的检测极限可以得至'J改 善，例如，被降低，至少大约3倍以上。在特定的例子中，该检 测极限可以由于使用在此提供的增强装置被降低少大约5倍、10 倍或更多。
增强装置的其它应用 依照特定的例子，提供一种有增强装置的焊接装置。 该焊接装置通常包括火炬和至少围住 一 些火炬羽流部分的增强 装置。该增强装置可能与火炬组合用于惰性气体保护钨电弧焊 (TIG)、等离子体电《瓜焊(PAW)、水下电歹瓜焊(SAW)、；敫光焊4妾、 高频焊接和将一皮原本熟悉这项4支术并乂人这^f分揭示获益的人选定 的其它类型的焊4妄。仅仅为了说明的目的而且没有限制，图26A 展示可仿效的有增强装置的等离子电弧焊接机。等离子电弧焊接 才几2600包4舌有电才及2620的抢室2610。电才及2620可以是4壬4可适 当的可以传导电流的材料，例如，鴒、铜、白金，等等。增强装 置2630可以向电才及2620的终点和等离子电弧焊接机2600的喷 嘴顶端2640附近放置。举例来说，喷嘴顶端2640可能是利用铜 之类技术上已知的适当材料构成的。诸如氩、氖之类的气体可能 #皮引进抢室2610,例如，通过入口 2650,而且当电流通过电才及 2620的时候，在电极2620和喷嘴顶端2640之间产生电弧。等离 子体可以在气体通过电弧时产生，而可能与射频发射器或射频发 生器(未展示)有电传递的增强装置2630可能增加气体的原子化 和/或离子化从而为焊接提供数量有所增加的原子和离子。电弧和 /或等离子体可能被迫通过在喷嘴顶端2640中受限制的孔口 2660,提供可以用于焊接的非常集中的高温区域。等离子电弧焊 接才几2600可能进一步包括电源、冷却水循环器、空气补给调节
器和附加装置以便提供包括预期特征的等离子电弧焊接机。设计 包括增强装置(例如，在此揭示的那些)的适当的焊接装置将在原 本熟悉这项才支术并从这份揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，图26B展示DC或AC电弧焊接机的 附加配置。电弧焊接机2670包括火炬体2672、电极2674、增强 源2676和与增强装置2676有电传递的射频来源2678 。在操作时， 增强装置2676可能^皮配置成通过在火炬体2672的终点纟是供射频 来增加方欠电2680的温度。原本熟悉这项4支术并乂人这〗分揭示获益 的人将很容易设计适当的包括为增加放电的温度而配置的增强 装置的DC或AC电弧焊接机。 依照特定的例子，图26C展示DC或AC电弧焊接机的 另一种配置，其中使用初级屏蔽气体，例如，氩气、氩气/氧气、 氩气/二氧化碳或氩气/氦气。屏蔽气体本身可以用来支持电感耦
合等离子体从而允许给电极所产生的主电弧的功率被关掉或大 大减少以提供放电2682。原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的 人将能够设计适当的包括允许关掉或大大减少给主电弧的功率 的增强装置的DC或AC电弧焊接机。 依照特定的例子，图26D展示为在焊料焊或铜焊中使 用配置的装置的例子。火焰2690 (例如，用于铜焊或焊^f焊的火 焰)可以在温度方面用可以与射频来源2694有电传递的增强装置 2692来增强，以使j是供温度可能高于火焰26卯的温度的》文电 2696。火焰2690可能是在此揭示的任何it明性火焰或将4艮容易 被原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人选定的其它适当的 火焰。设计适合倾向性用途的火焰铜焊和焊料焊装置也将在原本 熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，揭示一种包括增强装置的等离子体
切割机。仅仅为了说明的目的而且没有限制，图27展示可仿效 的有增强装置的等离子体切割机。等离子体切割机2700包括艙 室或导槽2710,所述舱室或导槽包括电极2720。抢室2710可能 是这样配置的，以致切割气体2725可以通过艙室2710流动而且 可以与电极2720有流体传递。抢室2710也可能是这样配置的， 以致屏蔽气体2727可以在切割气体2725和电极2720周围流动 以1更将千扰(例如，切割表面的氧化)减到最少。等离子体切割枳j 2700可以进一步包括为增加切割气体的电离和/或增加切割气体 的温度而配置的增强装置2730。适当的切割气体将很容易被原本 熟悉这项:汰术并,人这〗分揭示获益的人选定，而且可仿效的切割气 体包括但不限于氩气、氢气、氮气、氧气和它们的混合物。当 电;危通过电才及2720的时4美，电卩瓜可以在电才及2720和喷"觜顶端 2740之间产生。切割气体2725可以通过入口 2750引进而且可以 在它通过电弧的时候分裂为原子和/或电离，形成等离子体。电弧 和等离子体可能被迫通过受限制的孔口 2760以提供可以用于切 割金属、钢材、陶瓷之类的东西的集中的高温区域。附加装置可 能一皮用于等离子体切割机2700，例如，才几械手、机器人、计算积^ 等等。在特定的例子中，等离子体切割机可能是为按照各种不同 的形状或设计切割大块的金属配置的大系统的组成部分。切割程 序可以使用机器人或枳4戒手和适当的计算才几和库欠件完成自动化。 原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人将能够设计适当的等 离子体切割机和实现用来切割金属、陶瓷和其它材料的等离子体 士刀割才几的系乡克。 依照另一个附加方面，揭示一种包^^增强装置的蒸4度 装置。蒸镀装置的精确配置可能采取许多形式，而说明性的配置 可以在市场上买^寻到的蒸镀装置(例j。 ， 乂人Veeco Instruments (Woodbury, NY)和其它的蒸镀装置制造商那里买到的蒸镀装置)中找到。在特定的例子中，蒸镀装置可能是为原子层沉积(ALD)、 钻石般的碳沉积(DLC)、离子束沉积(IBD)、物理蒸镀，等等配置 的。在其它的例子中，蒸镀装置可能是为化学蒸镀(CVD)配置的。 仅仅为了说明的目的而且没有限制，图28展示可仿效的蒸镀装 置。蒸镀装置2800包括物质来源2810、抢室2820、能量来源2830、 真空系统2840和排气系统2850。物质来源2810可能与抢室2820 有流体传递而且可能一皮配置成纟会艙室2820供应前体或反应物。 抢室2820包括可能是为提供热量或能量使被递送的材料挥发或 促进反应室中的反应配置的能量来源2830。真空系统2840可能 是为乂人餘室2820中除去副产物和废弃物而配置的而且可能非必 选地包括用来向排气系统2850释放之前处理该废弃物的洗涤塔 或其它处理装置。作为物种爿寻沉积在其上的一羊品或基材2855可 以使用适当的组件(例如，传送带、运送机，等等)装进舱室2820。 材料可以被引进抢室2820,而能量来源2830可以用来使来自物 质来源2810的材料蒸发、分裂为原子和/或电离，以Y更涂布到或 沉积到基材2855之上。能量来源2830可能包^^增强装置以帮助 气体或待沉积物种的蒸发和/或原子化。蒸镀装置2800也可能包 括程序控制设备，包括但不限于量规、控制器、计算机，等等， 以《更监测诸如压力、温度和时间之类的程序参K。才艮警和安全装 置也可能被包括在内。适当的附加装置将4艮容易#皮原本熟悉这项 技术并^人这〗分揭示获益的人选定。 依照特定的例子，揭示一种包括增强装置的溅射装 置。仅仅为了说明的目的而且没有限制，图29展示可仿效的溅 射装置。溅射装置2900包括靶2910和有增强装置的原子化装置 2920。原子化装置2920可能是在此揭示的任何原子化装置或将 一皮原本熟悉这项:技术并,人这份揭示获益的人选定或i殳计的其它 适当的原子化装置。在特定的例子中，原子化装置2920可能是 包括增强装置的等离子体或包括增强装置的磁控管。原子化装置
2920可能是为轰击革巴2910而工作的。离子和原子可能从輩巴2910 中喷射出来并且可能沉积到在基材2930上。可以-使用一种或多 种辅助气体或载气使原子和离子在基材2930旁边流动。增强装 置可以增加原子和/或离子的能量，可以增加在场原子和/或离子 的数目，等等。待沉积材料的性质取决于选定的靶。在特定的例 子中，耙可以包括一种或多种选自铝、镓、砷、硅的材料。其它 适合沉积的材料将很容易被原本熟悉这项技术并从这份揭示获 益的人选定。诸如控制装置、真空泵、排气系统之类的附加装置 也可能供溅射装置2900使用。原本熟悉这项技术并^人这^f分揭示 获益的人将能够设计包括增强装置的适当的溅射装置。 依照特定的例子，提供一种包括增强装置的分子束外 延(MBE)装置。增强装置可以用来增加诸如镓、铅、砷、砷化物、 铍、硅之类物种的蒸发、升华和原子化，以便沉积到诸如砷化镓 之类的晶片上。仅仅为了说明的目的，图30展示可仿效的MBE 装置。MBE装置3000包括用来接收样品的生长室3010。样品夹 持器3020和所有其它的经受高温的内部的零部件可能是由即Y吏 被加热到大约1400 。C的温度时实质上也不分解或放出气相杂质 的材并+(例如，4旦、钼和高温热解氮化硼)构成的。才羊品可以装进 生长室3010并且一皮;故置在可能包括加热装置的样品夹纟寺器3020 上。适当的4巴样品i文进生长室3010的方法将纟艮容易一皮原本熟悉 这项纟支术并/人这〗分揭示获益的人选定，可仿效的方法包括使用》兹 性耦合的转移棒和转移装置。在特定的配置中，样品夹持器3020 如图30所示围绕着两个轴旋转。样品夹持器3020可能是为样品 的连续方位角旋转(CAR)配置的，而且在 一些例证中被称为CAR 组件3022。在特定的例子中，CAR组件包括安装在与才羊品相反的 一侧用来测定舱室压力的电离真空计3025，或者，在其它的例子 中，电离真空计3025可能是面对那些来源放置的以便测量物质 来源3030、 3032和3034的射束当量压力。虽然图30所示的例 子展示三个物质来源，4旦是可能4吏用寿交少的物质来源(例如，l个
或2个)或4交多的(例如，4个以上)物质来源。 一皮冷却的〗氐温护罩 3028(例如，液氮或液氦冷却的)可以》文置在生长室室壁和CAR组 件3022之间而且对于生长室3010中的许多残留气体可能是作为 有岁文的泵工作的。在一些例子中，可能^f吏用一个或多个^f氐温泵除 去未被低温面板吸走的气体。这种抽吸安排可以将诸如1120、 C02 和CO之类不想要的气体的分压保持在大约10—9托以下，更具体
地说保持在大约io-"托以下。为了监测残留气体、分析来源射束
和检查泄漏，诸如质谱仪(MS)之类的检测装置(未展示)可以安装 在CAR组件3022附近。物质来源3030、 3032和3034可以被单 独加热，直到实现预期的物质流量。计算机控制的快门3040 、 3042 禾口 3044可以》文置分另'J在每个净为质来源3030、 3032禾口 3034的前 面，以便在若干分之一秒内阻断抵达样品的流量。物质来源3030、 3032和3034距样品的精确距离可能改变，而且典型的距离是大 约5-50厘米，例如，10、 20、 30或40厘米。在特定的例子中， 一个或多个物质来源3030、 3032和3034可能包括增强装置，例 如，增强装置3050。增强装置3050可能一皮配置成增加将用物质 来源3030递送的物质的蒸发、原子化、离子化、升华，等等。 :没计包括增强装置的MB E装置将在原本熟悉这项:技术并;人这 <分 揭示获益的人的能力范围内。MBE装置可能进一步包括RHEED 枪、荧光屏和其它用来监控生长室的适当装置。 依照另一方面，揭示一种化学反应室。图31展示可 仿效的化学反应室。反应室3100包4舌与管道或抢室3120有热传 递的原子化来源3110和为将射频l是供纟会抢室3120而配置的增强 装置3130。在其它的例子中，反应室3100还包括第二增强装置 3140。增强装置3130可以与射频来源3150有电传递，而增强装 置3140可以与射频来源3160有电传递。增强装置3130和3140 中的任何一个或两者可能用来控制或帮助抢室3120里面的化学
反应。举例来i兌，原子化来源3110可能是为控制抢室3120里面 的热量或能量而配置的。增强装置3130可以纟是供射频以增加抢 室3120内某些区域的能量。增强装置3130供应的附加能量可以 用来将附加的活化能供应纟会反应物，以侵^人热力学或动力学上支 持或不利于一种或多种特定的反应产物，维持反应物种处于气体 状态，或其它适当的可能必需将补充能量提供给反应物的应用。 在一些例子中，抢室3120包括一种或多种用来催化反应的催化 剂。在其它的例子中，原子化来源3110可能一皮配置成将气体催 化剂纟是供纟合抢室3120作为一种或多种化学反应的催化剂。举例 来i兌，原子化来源3110可能是可以-使可以作为催化剂供应纟会抢 室3120的铂或钇分裂为原子的电感耦合等离子体。可能包4舌在 反应室中的附加装置包4舌<旦不限于回流装置、夹套式冷却器、 注入口、抽吸或采样口，等等。设计包括增强装置的适当的反应 室将在原本熟悉这项:技术并乂人这〗分揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，揭示一种用于》i:射性废物处3里的装 置。在特定的例子中，该装置是为处理氚化废物而配置的。举例 来说，氚化废物可能被引进抢室，例如，图32所示的艙室3200。 抢室3200包括原子化来源3210、增强装置3220、入口 3230和 出口 3240。增强装置3220可能与射频来源3250有电传递。放射 性废物可能被引进反应室3200并且经受高温氧化以使放射性废 物分解。举例来说，放射性废物可能被引进已经使用增强装置 3220增强的等离子体羽流。 一种或多种催化剂也可能通过入口 3230被引进抢室3200以促进放射性废物的氧化。在特定的例子 中，反应产物可能一皮浓缩后加到石圭月交或泥土中，以使j是供可以借 助掩埋被适当地处理的稳定形式。设计包括一个或多个在此揭示 的增强装置的适当的放射性废物处理装置将在原本熟悉这项技 术并从这份揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，^是供一种光源。图33展示i兌明性 的光源。光源3300包括原子化装置3310、与射频来源3330有电 传递的增强装置3320和用来引进在受激时可以发光的化学物种 的样品入口 3340。可以将包含单一化学物种或在特定的例子中包 含多个化学物种的样品引进原子化装置3310并且使用原子化装 置3310和/或增强装置3320激发该样品。在使用单一物种的例子 中，例如，在将溶解在水中的实质上纯净的钠离子引进原子化装 置3310的情况下，随着受^t钠原子衰变可以发出单一波长的光。 这种光学发射可以作为实质上纯净的光源(例如，有狭窄带宽的 (例如，小于大约0.1纳米)和近似单一波长的光源y使用。在特定 的例子中，化学物种可能是钠、锑、砷、铋、镉、铯、锗、铅、 汞、石粦、铷、石西、石帝、锡、锌、它们的组合或其它可以分裂为原 子、电离和/或受激提供光学发射的适当金属。适当的光学器件、 遮光器、反射涂层和其它的器件可以连同该光源一起^f吏用，以Y更 4吏光聚焦和对准某个目标和4是供^c沖光源。原本熟悉这项纟支术并
从这份揭示获益的人将能够使用在这里揭示的增强装置设计适 当的光源。 依照特定的例子，揭示一种包括4效波来源或孩吏波炉的 原子化装置。^又Y义为了"i兌明的目的而且没有限制，图34展示可 仿效的包括4鼓波来源的原子化装置。原子化装置3400包括在凝: 波炉3420里面的原子化来源3410。样品入口 3430可能年皮酉己置成 将样品引进该原子化来源3410。不希望受任何特定的科学理i仑约 束，微波炉3420可能是为将微波提供给可提高电离效率和/或可 以用来激发原子和离子的原子化来源3410而工作的。典型的微: 波炉使用吸收室作为炉腔，使用微波发射器和 -磁控管作为射频来 源。微波发射器可能是 一 小段安装了形成传播模式的磁控管的导 波管。这将射频能量发射到^Ti波炉或吸收室中。这个射频能量可 能被炉壁反射，直到它被吸收和作为热被消散。因为微波炉是缺
乏明确结构的空腔，所以当建设性反射和石皮坏性反射相撞的时 候，它呈现电压才及大值和节点。当射频电压在驻留才及大值方面超 过原子化来源的組成原子的电离势，而且游离离子和电子的密度 足以考虑到形成射频环流的时候，等离子体可以在原子化来源的 羽流中形成，乂人而戏剧性地纟是高原子化来源的温度。原子化来源
3410可以是在此揭示的任〗可原子化来源，例如，火焰、等离子体、
电弧、火花和将很容易#皮原本熟悉这项:技术并从这份揭示获益的 人选定的其它适当的原子化来源。当原子化来源是火焰的时候， 可以实现有效的去溶剂化所需要的高热容火焰和强激发所需要 的才及端的等离子体温度的双重利益。火焰将容许大幅度增加的才羊 品载入量同时留下可供样品原子化和离子化使用的射频功率。举
例来"i兌，当打开孩i波炉3420的时候，等离子体羽流可能形成， 或在原子化来源是等离子体的情况下，等离子体来源可能延长。 包括微波能量在内的射频能量可能被用作能直接与火焰耦合的 增强源，不^f义戏剧性i也增力口火焰的燃;晓温度而且实际上改变由it匕 产生的火焰和等离子体放电两者的组合的性质。微波腔或谐振腔 可以用来代替微波炉以保证结构明确的受控的连续的放电。该等 离子体羽流可以用于在此讨论的任何一种或多种应用，例如，化
学分析、焊接、光语仪，等等。用微波炉实现包括原子化来源的 原子化装置将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的能 力范围内。 依照特定的例子，在此揭示的增强装置可以适合用于 等离子显示器。不希望受任何特定的科学理论约束，等离子显示 器使用惰性气体和电极操作。诸如氙、氖之类的惰性气体被装在 位于至少两块玻璃板之间的微结构或小室之内。在每个微结构或 小室的两边是长电才及。第 一组电极(被称为地址电极)沿着后面或 背面的玻璃才反安排在纟殷结构的后面并且一皮垂直地安排在显示器 上。透明的玻璃电极沿着前面的玻璃板安装在微细构造的顶端上
并且^皮水平地安排在显示器上。透明的玻璃电才及通常一皮绝纟彖材料 包围着而且被涂上一层诸如氧化4美之类的保护层。在此揭示的增 强装置可能适合用于等离子显示器以增强或增加惰性气体的电 离。举例来说，在典型的等离子显示器中，在特定的微结构或小 室中的惰性气体是通过给相交于那个微结构的电极充电电离的。 这些电才及每秒:故充电婆t千或lt百万次，而且是4仑流给每个,敬结构 充电的。当相交的电拟j皮充电时，电压差在电才及之间产生，以致 电流流过微结构中的惰性气体。这个电流产生快速的带电粒子 流，激励惰性气体原子和/或离子释放紫外光子。紫外光子依次使 涂在显示屏上的无才几发光材并牛发出可见光。通过改变流过不同的 微结构的电流脉沖，每个子象素的色彩强度可能增加或减少从而 产生凄t百种不同的红、纟录和蓝色《且合。以这种方式，产生完整的 色彩谱。在特定的例子中，可能包括位于每个微结构的某个部分 或所有部分周围的小型化增强装置。举例来说，等离子显示器的
每个微结构可能是用增强装置包围着以增加惰性气体的电离速 率和增加惰性气体释放紫外线光子的效率。来自增强装置的增强 可能被提供，例如，以连续模式或脉冲模式，在给电极充电之前， 在给电极充电期间或在给电才及充电之后。给每个孩吏结构才是供射频 屏蔽以致周围的纟敛结构不受供应纟会任4可特定的纟鼓结构的射频的 影响可能是符合需要的。这样的屏蔽可以使用适当的材料和装置
来完成，包括^旦不限于地平面和法4立第屏蔽。 依照其它特定的例子，在此揭示的原子化装置可能被 小型化以便提供便携式装置。在特定的例子中，便携式装置可能 包4舌原子化来源(例如，火焰)和增强装置。在其它的例子中，俊_ 携式装置包括原子化来源(例如，火焰)和^1波来源。将在此揭示 的装置小型化将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的 能力范围内。在特定的例子中，增强装置可能连同微等离子体一 起用于硅、陶瓷或金属聚合体阵列，以提供适合4企测化学物种或其它应用的小型化装置。可仿效的樣(等离子体是在，举例来说，
Eden等人，J. Phys. D: Appl. Phys. 36(2003/12/7) 2869-2877和 Kikuchi等人，J. Phys. D: Appl. Phys. 37(2004/6/7) 1537-1534中 描述的，其它的微等离子体(例如，用来连接光缆的那些)是在美 国专矛j第4,118,618禾口 5,024,725号中4葛述的。 依照特定的例子，揭示一种单一用途原子化装置。给 单一用途装置包括原子化装置、增强装置和^^测器。单一用途装 置可能配置了足够单一样品分析的燃术牛或电力。举例来i兌，水才羊 可能净皮引进用来测量某些化学物种(例如，铅)的装置。该装置包 括适量的燃料或电力以使水样品蒸发、分裂为原子和/或电离，而 且可能包括适当的电子器件和电源以便检测水样中的铅。举例来 说，该单 一 用途装置可能包括电池或燃料电池以1更将足够的功率 提供给检测器测量受激铅原子发出的光的数量和将足够的功率 提供给增强装置。该装置可能将读数显示在LCD屏或其它适当的 显示器上以提供铅含量的指示。在一些例子中，为两三个样品读 数准备足够的燃料以便确认初始读数所提供的含量可能是符合 需要的。使用这里揭示的增强装置设计适当的单一用途原子化装 置将在原本熟悉这项技术并从这 <分揭示获益的人的能力范围内。
使用增强装置的方法 依照特定的例子，提供一种使用增强装置增强物种原 子化的方法。该方法包括将样品引进原子化装置。该原子化装置 可能包括，举例来"i兌，在此揭示的装置和其它适当的原子化装置， 例如，有将由原本熟悉这项_技术并从这份揭示获益的人设计的增 强装置的原子化装置。样品可能是这样引进的，举例来说，通过 将适量的样品溶解在溶剂之中然后通过注射、抽吸、雾化，等等 ^f吏样品进入原子化装置。当样品一皮注入原子化装置的时候，样品可能被来自原子化装置的能量脱去溶剂、分裂为原子和/或激发。 可能大部分能量被用于去溶剂化过程，留下较少的能量用于原子 化，耳又决于原子化装置的性质。为了增强原子化， 一个或多个增 强装置可以提供射频以便为原子化提供补充能量。增强装置可能 是使用各种不同的功率(例如，从大约1瓦特到大约10000瓦特)
和各种不同的射频(例如乂人大约10kHz到大约10GHz)才喿作的。增 强装置可能是按脉冲模式或连续模式工作的。在特定的例子中， 增强装置可以用来为原子化提供补充能量以便增加可供激发的 物种的数目。4吏用在此揭示的增强装置增强物种的原子化将在原 本熟悉这项、技术并乂人这^f分揭示获益的人的能力范围内。 依照特定的例子，纟是供一种〗吏用增强装置增强物种激 发的方法。该方法包括将样品引进原子化装置。该原子化装置可 能是，举例来说，有在此揭示的增强装置的原子化装置，这样的 例子是为举例说明而不是作为限制4是供的。样品可能是这样引进 的，举例来i兌，通过将适量的样品;容解在卩容剂之中然后通过注射、 抽吸、雾化，等等^吏样品进入原子化装置。不希望受任何科学的 理论约束，当样品被注入原子化装置的时候，样品可能被来自原 子化装置的能量脱去溶剂、分裂为原子和/或激发。大部分能量可 能^皮用于去溶剂化过程，留下4交少的能量用于原子化和激发，取^ 决于原子化装置的性质。为了增强激发， 一个或多个增强装置可 能供应射频以便提供补充能量。增强装置可能是使用各种不同的 功率(例如，乂人大约l瓦特到大约10000瓦特)和各种不同的射频 (例如，从10kHz到大约10GHz)操作的。增强装置可能是按连续 模式或脉冲模式操作的。在特定的例子中，增强装置可以用来为 激发提供补充能量，以便提供更强的光学发射信号，这样的信号 可以改善检测极限。原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人将 会能够使用在此揭示的增强装置增强物种的激发。
依照特定的例子，纟是供一种增强化学物种4全测的方
法。在特定的例子中，该方法包括将样品引进为4吏样品脱去溶剂
和分裂为原子配置的原子化装置。原子化装置可能是，举例来说，
有在此揭示的增强装置的原子化装置，这样的例子是作为例证而
不是作为限制提供的。样品可能是这样引进的，举例来说，通过
将适量的样品溶解在溶剂之中然后通过注射、抽吸、雾化，等等
使样品进入原子化装置。射频可能是使用增强装置提供的，以便 增加信号强度和增加可探测信号的^各径长度。这种在强度和/或路
径长度方面的增加可以这样改善检测极限，以致可以^吏用寿交少数
量的样品或者可以一全测4交低的浓度水平。射频可能是以各种不同
的功率(例如，大约1瓦特到大约10000瓦特)和各种不同的频率
(例如，大约10kHz到大约10GHz)提供的。使用在此揭示的增强
装置增强物种的^^测将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益
的人的能力范围内。 依照另一个方法方面，冲是供一种以^氐于大约0.6孩t克 /升的水平纟企测砷的方法。该方法包^舌将包含砷的样品引进原子化
装置，使样品脱去溶剂、分裂为原子和/或激发。原子化装置可能 是，举例来说，有在此揭示的增强装置的原子化装置，这样的例 子是作为例证而不是作为限制提供的。增强装置可能是为提供射 频配置的，以便由被引进的砷含量不足大约0.6微克/升的样品提 供可纟冢测信号。在特定的例子中，可以4是供这才羊的射频以致来自 砷含量低于大约0.3微克/升的样品的可探测信号能被观察到。酉己 置和设计适合检测低于0.6微克/升的砷含量的有增强装置的原子 化装置将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人的能力范 围内。 依照另一个方法方面，提供一种以低于大约0.014孩￡ 克/升的水平检测镉的方法。该方法包括将包含镉的样品引进原子
化装置以使样品脱去溶剂、分裂为原子和/或激发。原子化装置可 能是，举例来说，有在此揭示的增强装置的原子化装置，这样的 例子是作为例证而不是作为限制提供的。增强装置可能是为提供
射频配置的，以1更由3皮引进的镉含量少于大约0.014孩i克/升的样 品4是供可纟冢测信号。在特定的例子中，可以4是供这样的射频，以 致来自镉含量在大约0.007微克/升以下的样品的可探测信号能被 观察到。配置和设计适合检测低于0.014微克/升的镉含量的有增 强装置的原子化装置将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获益 的人的能力范围内。 依照另一个方法方面，提供一种以低于大约0.6微克 /升的水平检测硒的方法。该方法包括将包含竭的样品引进原子化 装置，以使样品脱去溶剂、分裂为原子和/或激发。原子化装置可 能是，举例来说，有在此揭示的增强装置的原子化装置，这样的 例子是作为例证而不是作为限制提供的。增强装置可能是为提供 射频配置的，以便由被引进的硒含量在大约0.6微克/升以下的样 品-提供可纟冢测信号。在特定的例子中，提供这样的射频，以致来 自竭含量在大约0.3微克/升以下的样品的可纟罙测信号能,皮^L察 到。配置和设计适合以低于大约0.6微克/升的水平检测硒的有增 强装置的原子化装置将在原本熟悉这项纟支术并乂人这<分揭示获益 的人的能力范围内。 依照另一个方法方面，提供一种以低于大约0.28微 克/升的水平检测铅的方法。该方法包括将包含铅的样品51进原子 化装置，以使样品脱去溶剂、分裂为原子和/或激发。原子化装置 可能是，举例来说，有在此揭示的增强装置的原子化装置，这样 的例子是作为例证而不是作为限制提供的。增强装置可能是为提 供射频配置的，以便由被引进的铅含量低于大约0.28农i克/升的 样品提供可探测信号。在特定的例子中，提供这样的射频，以致 来自铅含量低于大约0.14微克/升的样品的可探测信号能被观察
到。配置和:没计适合以^f氐于大约0.28孩t克/升的水平才企测铅的有 增强装置的原子化装置将在原本熟悉这项技术并从这份揭示获 益的人的能力范围内。 依照另一个方法方面，冲是供一种分离和分析包含两个 或多个物种的样品的方法。该方法包括将样品引进分离装置。该 分离装置可能是在此揭示的任何分离装置(例如，气相色谱、液 体色谱，等等)和其它适当的可以提供样品中的两个或多个物种 的分离(例如，基线分离)的分离装置和技术。那些物种可能是从 分离装置洗提到原子化装置中的。原子化装置可能是，举例来说， 有在此揭示的增强装置的原子化装置，这样的例子是作为例证而 不是作为限制提供的。在特定的例子中，原子化装置可能是为使 流出物种脱去溶剂、分裂为原子和/或激发而配置的。流出物种可 以使用在此揭示的任何一种或多种方法和技术(例如，发射光谱、 原子吸收光语、质镨，等等)和^艮容易纟皮原本熟悉这项技术并从 这Y分揭示获益的人选定的另外的4全测方法进4于一企测。 为了进一 步举例i兌明在此揭示的增强装置的许多应 用之中的几种应用，下面描述某些净争定的例子。
例子1 ^更件装备用这个例子的硬件完成的某些特定的例子下面将在例子3和4中讨论。任何专门用于任何给定的例子的特殊硬件将 在那个例子中更i羊细;也i寸i仑。 现在参照图35,展示一种受计算机控制的硬件装备。 原子化装置4000包括增强装置补给控制4010、增强装置激发源4020、等离子体传感器4030、应急开关4040、等离子体激发源 4050和再包装的Optima4000发生器4060。增强装置补给控制 4 010是作为用于增强装置的电源和控制器使用的。如同可以在图 35中看到的那样，等离子体激发源4050和增强装置激发源4020 位于金属板上在原子化装置4000的中央。所用的金属板是从 Oriel Corporation(Stratford， CT)购买的1.5英尺乘2英尺的光具 座。等离子体激发源4050和增强装置激发源4020都安装在将该 来源相对金属板成直角地安装在金属板上方的大型铝制角形支 架上。在支架上磨出3夹长孔，,人而考虑到在往金属4反上固定之前 的横向调整。等离子体传感器安装在位置适合观看等离子体的铝
盒中。等离子体传感器配线经过改造适合在等离子体熄灭事件中 关闭等离子体和增强装置激发源。应急开关4040安装在可以拿 到操作员跟前的铝盒中。AC电源和DC电源以及等离子体传感器 配线都放在台子4070下面。在传统的ICP-OES装置中找到的许多 安全特征都被拆除，以允许这种装备的4喿作，而且没有保护措施 提供给操作员使之避免危险的电压或射频和紫外线辐射的损害。 这种装备是在有独立的火炬排气道的、通风的、屏蔽的测试室里 面远程4喿作的。这种敞开的框架结构才是供在各个实验之间装备的 便捷性。使用图35所示的装备，通过使用钇样品和比较蓝色的(离 子)和红色的(原子)发射区和比较这些区域的强度或通过4吏用钠 样品从视觉上评估每个实验的性能增强是可能的。 5见在参,瞎、图36,主^U^〉原酉己^了Power One(Andover, MA)制作的外部的24V/2.4ADC电源4110。为了防止射频辐射干 护L电子器Y牛和计算才几，增添了4失淦氧4120、 4122、 4124、 4126 和4128。点火线4130 ,人有高压线和塑津牛绝纟彖体的初始配线系统j 延伸到火炬以避免出现电弧。 现在参照图37-39,增强装置电源控制盒4200配置了 仪表4210和4220、功率控制旋纽4230和射频ON/OFF开关4240。 增强装置电源控制盒4200是为在增强装置位于单室装置周围的 配置(见下面的例子3 )中或在增强装置位于与第 一 抢室有流体传 递的第二抢室周围的配置(见下面的例子4)中用手控制*合增强装 置激发源的功率而建造的。控制盒4200装着3千瓦的DC电源 4250、 Corcom线路滤波器4270、固态继电器和射频4妄口才反4260, 如图39所示，这些器件与在乂人PerkinElmer, Inc.购买的运l俞片反 Optima4000发生器中找到的类型相同。不使用48伏的直流电源 4280。改为l吏用外部的24伏直流电源4110(如图36所示)。4义表 4210和4220的接线适合测量3千瓦直流电源4250的输出电压和 电流。手工配线的控制纟反考虑到快速装配。所用的手工配线控制 板的轮廓展示在图40中，而该控制板的示意图展示在图41中。 图42-44展示来自等离子体来源控制盒上的射频接口 ^反4340的电线4310，它驱动位于增强装置激发源盒子中的固态 继电器的4320(见图43)。用于这条等离子体感知线的实际配线示 意地展示在图41中。给增强控制盒4200(图37)的功率从重新包 装的Optima 4000发生器4060(图35)的220 i^犬AC电源库欠纟戋才妄进 的。 现在参照图45,光学等离子体传感器4410位于等离 子体来源4420和增强装置4430上方。光学等离子体传感器4410 有钻穿铝盒和安装支架的小孔(直径大约为4.5毫米)以允"i午来自 等离子体的光落在光学等离子体传感器4410上。在等离子体偶 然熄灭的事件中，光学等离子体传感器4410通过关闭等离子体 来源和增强来源来保护它们。所有的发生器功能(包括初始的等 离子体点火、气流控制、功率设定和监测)都是在人工控制下完 成的。为了自动化操作，使用标准的WinLabTM软件(例如，在
Optima 4000仪器上商业可得的和从PerkinElmer, Inc.购买的)的
计算机控制可能被使用。在初始等离子体被点燃之后，二次增强 功率4240被接通并且用功率控制电位计4230进行手动控制(图 38)。许多其它的安全特征一皮废除以允许这种装备的4喿作，而且 没有保护措施提供给操作员使之免受危险的电压、危险的浓烟或 射频和紫外线辐射的损害。然而，原本熟悉这项技术并从这份揭 示获益的人将能够实现适合提供安全操作装置和操作环境的安 全特征。 现在参照图46和47,展示一种用手控制的硬件装备。 这种用手控制的硬件与上述的计算^4空制的硬件同 一地运行，所 以在这种装备中像等离子体来源、增强来源和射频来源那样的公 用零部件将不予以详细描述。DC电源4510和4520被用来《合等 离子体来源4540和增强装置来源4550的保护电路供电。DC电 源4530包4舌四个1500瓦的开关式电源。其中两个电源并if关纟喿4乍 总共3000瓦特用于初始等离子体射频来源和增强射频来源。 现在参照图48,展示例子3的硬件装备，该硬件装 备可以使用手动控制或计算才几控制系统才喿作。点火电弧4妻地回i 各 线4610是一条位于等离子体火炬末端附近并且与安装射频来源 的4妻地泽反4615连4妻的18号实心铜线。电线4610为高压点火电 弧冲是供乂人点火器组件穿过火炬中心的传导3各径，乂人而穿过传导性 的氩气然后接地完成这条路径。石英火炬类似于Optima 3000XL 火炬(从PerkinElmer， Inc.购买的零件号码N0695379),但是该火炬 的外体为捕获增强的等离子体的延长的羽流区被加长2英寸。实 心黄铜线圈延伸4殳4620是外加的。这些延伸^:伸出长1 3/16英 寸、直径5/8英寸的臂， 一侧有1/4英寸的NPS(美国标准直管螺 紋)并且在线圈末端有#4抽头孔。图48展示使用17 1/2匝18号 标准实心铜线线圈的增强装置4625,<旦是9 1/2匝14号标准实心
铜线的线圏提供更好的性能。次级来源4630的各匝被均匀地隔 开并且不相互4妄触或4妻触等离子体来源4640的线圈4635，或越 过火炬末端。下面描述的例子3 -使用标准的零部件，例如，在 Optima 3000XL火炬座中找到的那些和样品引进系统。这些包括 了点火器组件4650、火炬座4660、2毫米孔的氧化铝注射器4670， 旋风喷雾室4680、 C型同心喷雾器4690和蠕动泵4695,如图48 和49所示。 现在参照图50,等离子体是使用上述加长的火炬按 典型的正常操作模式操作的，其中增强装置被关掉，用1300瓦 的电源产生等离子体，含500 ppm《乙的喷雾器气体流量为1.2升 /分钟，等离子体气体(氩)的流量为15升/分钟，而辅助气体(也是 氩)流量为0.2升/分钟。该等离子体在所有条件全相同但增强装 置接通以大约800瓦特的电源的情况下操作(图51)。在打开增强 装置的情况下清楚地观察到钇样品离子化区域的增强(图51的蓝 色区域)。 现在参照图52-62，展示用于例子4的硬件装备，一 个双抢室装置(下面予以描述)。图52展示与先前详细;也描述过的 系统类似的Optima 3000XL样品引进系统4710。该装备4吏用未经 改造的标准的Optima 3000XL火炬和火炬盖4755, ^旦是火炬盖 4755安装在负载线圈4760的背面，而且帮助火炬集中在负载线 圈4760中(图53)。初纟及射频来源4720使用可从PerkinElmer, Inc. 购买的标准的Optima 4000负载线圈和配件，但是塑料面—反已被 4斥P余。7jo令的散热片4775详口 4776是连同黄4同的正面安装》夹4730 和背面安装块4732 —起使用的，所述的安装块是从Wakefield Engineering (Pelham, NH)购买的，零件号码180-20-6C而且是6 英寸正方形的散热片。通过对半切割和增加附加的安装孔完成这 些散热片的改造。每半个散热片的水管用一短管和软管夹组件再
次结合在一起。所有的水冷散热片都4皮;故在连续的水^各径中并且 #皮系到,人以前的NesLab Instrument Inc. ( Newington, NH)即王见在 的Thermo Electron Corp.(Waltham,MA)购买的NesLab CFT-75冷 冻器上。黄铜的安装块4730和4732是通过4巴它们夹在每半个散 热片之间并且用螺4全固定到Newport 360-90底座4750上冷却的。 这种装备一皮分别用于前面和后面的安装块4730和4732(图53和 54)。黄铜的前安装块4730的透视图展示在图55中。这个区段 是简单的矩形黄铜块，5.8英寸高、1.6英寸宽和1/2英寸深，有 为1/2英寸NPTSwaglok配件4734分流的中心孔。该区,殳是足够 浅的分流处，Swaglok酉己件4734不凸出越过安装块的前沿。四个 周边孑"862、 4864、 4866和4868用来安装接口板4860(图56)。 这些孔是在该区^殳和*接口板上连同#8-32螺4丁、锁紧垫圏和螺母 一起Y吏用的通孑L。才妄口氺反4860上中心孑L 4870的孑L口尺寸可以为 针对给定的流速控制工作压力改变。孔4870所用的孔口尺寸展 示在图56中，是0.155英寸(3.94毫米)直径。后面的安装块4732 可以在图57和58中看到。这个区段与前面的区段是完全相同的， 不同之处在于增加了旁边的真空口 4792和1/2英寸的NPT龙头更 浅以致Swaglok配件4794不完全阻塞旁边的真空配件4792这一 事实。旁边的真空口 4792也是足够浅的分流处以防止1/4英寸的 Swaglok真空酉己4牛4792突^,口 P且止寿交大的Swaglok酉己4牛4794的4翁 入。后面石英 见察窗4796是用适当地,皮/人Office Depot(Delray Beach, FL)获得的装订夹4798固定的。任何在窗口 4796的小的 空气泄漏对性能没有任何影响。轴向观察的光语仪4740(见图52) 是沿着石英管4815的长度捕获发射的装备。石英管4815(见图 54)是从Technical Glass Products (Painesville Township, OH)购买 的，有10 1/4英寸长和适合1/2英寸压缩配件的尺寸。业已发现 黄铜配件将使石英的应力石皮裂小于不4秀钢配件。在前面的安装块 4732上用黄铜箍代替不锈钢箍，而在后面的安装块4734上使用 特氟隆箍。增强装置4820使用14 1/2匝1/8英寸铜管的负载线
圈。如果没有冷却，铜管将被迅速氧化，但是氧化实质上没有妨
碍性能。为了Y更于^f吏用，增强装置4820的线圈未^皮冷却并且以 净果露的巻曲环形4妄线柱为终点用#4标准硬j牛安装到先前描述的
线圈延长段上。 侧面的真空口 4792用20英尺1/4英寸内径的 BEV-A-LINE管与图59所示的小型的12伏直流Sensidyne型真空 泵4910(零^f牛号石马为C120CNSNF60PCl，可乂人Clearwater, FL的 Sensidyne购买)和有针形阀的Brooks 0-40SCFH空气流量计连4妄 (用于计算才几控制的系统)或者与图60所示的Porter Instrument CompanyB-1187型0-20升/分钟的流量计和4十形阀(未展示)和 Trivac S25B真空泵4920连4^(用于手动控制的系统)。在手动控 制的系统上使用的真空系统有比预期能力高得多的能力。 现在参照图61，等离子体4950是在增强装置关闭的 情况下使用图53和54所示的装备以1300瓦操作的。图62展示 当主要流出物中等离子氩气流量为15升/分钟、含有500 ppm钠 的喷雾器气体流量为1.2升/分钟而辅助氩气体流量为0.2升/分钟 的时候以1300瓦特操作的等离子体4950。增强装置功率是在20 MHz的频率下大约800瓦特，而且进入第二抢室的流量是大约1-2 升/分钟的低流量。在操作时，喷雾器气流在用于典型的ICP操作 的气流上方增加。通过脱溶剂化锥形体升高越过火炬末端到达接 口的抽样孔，不仅可得的样品部分增加，而且在没有通过与高流 速的等离子气体混合稀释它的情况下捕获浓缩的样品是可能的。 等离子气体可能一皮允许通过第二抢室的初级》文电和4妻口之间的 缝隙逸出。通过该接口的气流可以被控制和调节以获得最好的才喿 作。通过保持进入第二舱室的气流接近喷雾器的同一流速，于是 正好可以把浓缩的样品带进第二抢室。第二舱室的接口有附加的 利益，即有效地阻断初级放电的背景发射。把附加的光阑加在样
品孔口后面阻挡大部分或全部的初级》文电背景光也是可能的。为 了防止看到任何主要的背景光偏离轴线观察也将是可能的。图
62B作为对比视图是在图62A中看到的第二舱室的放大视图。图 62C展示4姿相同的气流条件、样品条件和初级力文电条件下#:作<旦 使用大约400瓦增强功率的第二抢室(略孩i短些的抢室和少几匝 的增强装置)的早期版本。图62D也是第二抢室的早期版本(如图 62C所示)，有相同的气流条件和初级;改电条件，^f旦是水中有痕量 的钇(大约l-10ppm)而且使用大约400瓦的增强功率。
例子2-使用ICP和增强装置的光学发射 参照图63,展示适合用于完成发射光i普或质i普的电 感耦合等离子体(ICP)来源的照片。ICP来源5000包括把气溶胶化 的样品空的注射者5010引进包含在火炬玻璃器亚5030中的等离 子体5020,例如，射频感应氩等离子体。ICP来源5000还包括射 频感应线圏5040。在图63所示的配置中，4由向只见察窗5050可以 用来监测轴向发射5060，而径向观察窗5070可以用来监测径向 发射5080。依照前面的讨i仑，通过轴向爿见察，4全测才及限可以一皮改 善5到IO倍或更多。 现在参照图64，揭示一种包含发光物质的ICP的示意 图。ICP 5100包括前面参照图63讨论过的那些零部件。样品在 它获准进入注射器5105和等离子体之前先分裂为原子变成气溶 月交细雾。等离子体的大电流环面》文电区域5110是等离子体最明 亮的背景区域。样品的脱溶剂区域5120是从注入样品中除去溶 剂的地方。离子化区域5130是等离子体的有用区域，在那里分 裂为原子和/或电离的样品将发光。发出的光可能被轴向观测 5140也可能被径向观测5150。当钇被用作样品的时候，蓝色的 发射在轴向观测时可能比在径向观测时长大约5倍。不仅蓝色的发射更长，而去它在等离子体的较低区域中也更明亮；因此在信 号方面大5 4咅的改进可能是在轴向》见测时实3见的。另一方面就j圣 向观测而言，必须选一奪信号与背景噪音之比高的区域。随着XC测
区域靠近感应板，信号继续变得更明亮，但是随着观测域接近感 应板，来自环面放电的背景发射增加得比信号更快。因此，最佳
的径向7见测区i或通常是3巨最后的感应4反大约15毫米。环面放电 是中央有孔的"救生圈"形状。轴向观测捕捉样品的离子发射而 且是穿过环面放电的中心注视的，借此使离子发射变得最大而将 背景发射减到最小。 图65展示包括增强装置的ICP。 ICP 5200包括管子 5205、火炬5210、射频感应线圏5220、增强装置5225和-修剪气 体5230。修剪气体5230是为禁止等离子体超过管子5205的末端 工作的。ICP 5200产生可以用来使被引进的样品脱去溶剂的等离 子体5235。等离子体5235的脱溶剂区域5240冲是供能量4巴液体从 样品中除去。离子化区域5250是受激样品可能发光的区域。通 过接通增强装置5225,发射区域可能被延长，或发射可能变得更 强烈的，或两者皆有。 现在参照图66,展示包括增强装置的ICP的第二种配 置。ICP 5300包4舌火炬5310、延长的石英管5320、射频感应线 圈5330和主要的ICP射步页来源5340。 ICP 5300还包4舌与射频来 源5360有电传递的增强装置5350。参照图67,当增强装置5350 被"断开，，，不才是供增强的时候，发射5410是存在的。当射频 来源5360被切换到"接通"把射频提供给增强装置5350的时候， 产生发射信号5420。如同可以在图68中见到的那样，连同射频 来源5360 —起使用增强装置5350，来自样品的发射区域可能,皮 延长，这可能为检测提供增加的信号水平。 现在参照图69，从(观察火炬末端的)轴向视图展示没 有4壬4可等离子体的火炬5310。火炬5310包4舌外管5510、辅助气 体管5520、 5主射管5535禾口5主射孑L 5530。参照、图70，当才羊口口口净皮引 进等离子体而且增强装置蜂皮断开的时候，等离子体》文电5610包 围样品发射5620， 4旦是仍然能通过样品发射5620看见注射管 5630的孔。参照图71,当样品引进等离子体而且增强装置^皮4妻 通的时4夷，来自样品的发射5710压倒等离子体》欠电而且发射 5710的强度增加以致注射管可能不再通过才羊品发射^皮看见。
例子3-使用增强的ICP放电时来自钇样品的光学发射 参照图72，展示组装好的电感耦合等离子体来源的 照片。电感耦合等离子体来源6000包括火炬玻璃器,6005、把 气溶月交样品注入等离子体6020的空心注射器6010。等离子体 6020是用感应线圏6030产生的。来自等离子体6020的任何发射 一皮轴向只见测6040或径向只见观'j 6050。轴向7见测才是供4交^f氐的冲全测才及 限。使用Meinhard喷雾器以大约1毫升/分钟的流速将水中的1000 ppm钇注入图73所示的ICP装置。该等离子体来源是如此明亮， 以致没有一块黑玻璃的光学衰减的帮助就无法看到该发射。图73 展示通过一块黑3皮璃看到的4乙的光学发射。脱;容剂区i或6110(凝: 红-粉红的区域)由于它的形状往往被称为"锥体"。当溶剂液滴
蒸发，样品作为樣i盐粒:帔留下。离子化区i或6120是样品;陂电离 并且以它的特征波长发射的区域，在这个例子中，用的是钇，发 出波长大约为371.029纳米的蓝光。等离子体6020的大电济u;改电 区域6130是该等离子体最明亮的背景区域。现在参照图74, i仑i正增强功率对;洛径长度的影响。 通过增强装置外力口 1300瓦特(画面B)和1500瓦特(画面C)的射频功率导致发射路径长度与外加1000瓦特功率观察到的发射路径 长度(画面A)相比有所增加。 展示在没有一块黑玻璃的帮助(图75)和有一块黑玻 璃的帮助(图76)时来自图73的等离子体的钇发射。如同可以在 图75中见到的那才羊，等离子体羽流6210延长超过石英管6220 的末端。参照图76，蓝色的电离区域6310是轴向或径向^L测才羊 品发射的区域。如同下面讨论的那样，使用增强装置，样品的发 射区域净皮延长。 现在参照图77，展示包括增强装置的ICP。 ICP 6400 是通过用延长的石英管6405代替标准的石英管装配的，如同前 面在例子1中描述的那样。ICP 6400包括射频注射器6410、与等 离子体射频来源6430有电4专递的感应线圈6420和与射频来源 6450有电传递的增强装置6440。图78展示在关4卓增强装置时来 自被引进图77所示装置的500 ppm钇样品的发射信号的照片。 与背景等离子体发射相比较，钇发射6510是比较小的。当接通 增强装置6440,以大约800瓦特的功率4是供大约10.4 MHz的射 频的时候，蓝色的钇发射区域比没有增强装置观察到的长5倍以 上而且钇发射的强度也有所增加。图80展示图77所示装置的透 牙见图。。图81是图77所示装置的轴向一见图。 现在参照图82,当关掉增强装置6440通过一块黑玻 璃轴向观察按图77组装的装置的发射的时候，通过钇发射6630 仍然可以只见察初纟及i文电6610、注射器6620和注射器孑L 6625。当 以大约800瓦特的功率和大约10.4 MHz的频率接通增强装置的 时候，蓝色的钇发射变得如此的强烈，以致无法观察到初级放电 和注射器(图83)。在增强装置6440祐二接通时，即使将第二块黑玻璃放在照相机才企测器和4乙发射之间，钇发射也使照相机才企测器 饱和。 现在参照图84，为了确定增强装置是否增加等离子 体》文电背景信号，通过图77所示装置吸入水。图84展示当关4卓 增强装置6440时来自被吸入的水的信号，而图85展示当以大约 800瓦特的功率和大约10.4 MHz的频率4妄通增强装置6440时来 自被吸入的水的信号。这些观察结果是一致的，在等离子体放电 背景发射方面与使用增强装置时没有实质上的不同。
例子4-有次iSJ曾强舱室的ICP 参照图86-88,装置7000包4舌用于生成电感耦合等离 子体的第一抢室7010,如同前面在例子1中描述的那样。第一舱 室7010包4舌感应线圏7012。装置7000还包4舌有增强装置7022 的第二抢室7020。第二抢室7020包4舌与用来4巴来自第一抢室 7010的原子和离子引进第二抢室7020与孑L口 7026—起酉己置的4妻 口 7024。接口 7024被配置成对巴小体积的离子化的样品气体与大 体积的用来形成等离子体放电和冷却火炬玻璃器亚的等离子体 气体分开。这种配置维持样品浓度不变，否则该样品将因为与等 离子体气体混合而被稀释。接口 7024还区分等离子体放电信号、 第二抢室中的发射信号和来自感应线圈7012的能量与来自增强 装置7022的能量的耦合。接口 7024还在观测第二抢室中的样品 信号时消除来自等离子体放电的强背景光。图87展示从第一抢 室7010向^妻口 7024看孔口 7026的轴向—见图。图88展示俯朝L接 口 7024的^府一见图。图89展示乂人第二抢室7020向4妾o 7024看孑L 口 7026的轴向^见图。孑L口 7026有直径大约为0.155英寸(3.94毫 米)的圆形横截面。歧管的表面和第一抢室7010的末端之间的距 离是大约3毫米。不同于在ICP-MS中使用的特定的歧管，用于
这个例子的接口适合于完全不同的目的和完全不同的操作条件。
这里4吏用的孑妄口把多种i文电分开，该孔口的孑L比在ICP-MS中所 用的大4寻多，而且在该4妻口背面的压力要高4寻多，通常4妻近大气 的压力。反之，ICP-MS的歧管用来把ICP来源与光谱仪分开，而 接口 7024是装置7000本身的一部分。
现在参照图90，真空泵7040和流量计7042与针形 阀一起用来把原子和离子乂人第一抢室7010吸进第二抢室7020。 真空泵通过位于第二抢室7020与接口 7024对置的末端的入口与 第二抢室7020连接，如同前面在例子1中讨论的那样。针形阀 用来控制 一皮吸入第二抢室7020的才羊品的流速。 i见在参照图91,展示来自ICP火炬7120的初《及;故电 7110。来自200 ppm钠的发射信号7130是黄色/橘色的。增强装 置7140是与射频来源7150有电传递的1/8英寸铜管线圈(6.5匝)， 被放在第二抢室7160周围。大约100瓦特的功率和大约30 MHz 的射频被用来激发第二抢室7160中的钠原子。通过改变4是供》合 增强装置7140的功率来改变第二抢室7160中发射信号7130的 区域的温度是可能的。4妻口 7170在，见察第二抢室7160中的发射 信号7130时起阻断明亮的初级背景发射的光屏蔽作用。4妻口 7170还成功地防止样品被等离子体气体稀释。 现在参照图92, 18.5匝的增强装置7210一皮用来相对 于图91所示的发射路径长度延长发射路径长度。该装置的其余 成《分与前面参照图91描述的那些相同。将大约300瓦特的功率 和大约20 MHz的射频供应纟会增强装置7210J各径长度沿着增强 装置7210的整个长度延长纟是供来自纟皮吸进该装置的200 ppm钠 的发射信号7220。这个结果与通过4吏用有附加线圏的增强装置获 得的路径长度的延长一致。用图91、 92和93描绘的早期版本的
石更件曾经历空气泄漏。业已发现由于^妄口的温度高用石圭初f脂o-型圏密封有铜4妾口的3皮璃抢室是失败的。这个问题通过用金属压 缩配件代替硅树脂O-型圈在后来研发的硬件版本中被解决。 现在参照图93,图92的装置一皮用来测试增强装置功 率对发射信号强度的影响。将大约800瓦特的功率和大约20 MHz 的射频供应给18.5匝的增强装置7210。来自被吸入该装置的200 ppm钠的发射信号7310比发射信号7220更强烈。这个结果与随 着逐渐增加增强功率在发射强度方面的增加 一 致。
例子5-增强的火焰输出 现在参照图94,火焰来源7410被放置在关掉的微波 炉7420里面。该火焰来源7410是圆筒形石蜡蜡烛，其尺寸为大 约1.5英寸直径乘大约2英寸高。微波炉7420是从Scalzo-White Appliances (New Milford， CT)获得的标准的Tappin(lOOO瓦)孩i波 炉。微波炉7420以吸收室作为炉腔，而以微波发射器和^兹控管 作为射频来源。火焰来源7410 一皮点燃而JU巴1/4通道》文进孩史波炉 7420。微波炉的风扇被覆盖进入吸收室区域的排气口的厚纸板挡 住以防止任何等离子体羽流被扰乱和维持最大量的离子和电子 出现在火焰区域中。孩吏波^皮4妻通高档。当火焰来源7410在十字 转门上旋转时，明亮的等离子体7510将在蜡烛经过驻留的电压 极大值时形成(见图95)。火焰来源7410在射频激发最小的电压 节点回到常规火焰。这个结果与为了考虑到依靠微波炉供应的外 部射频进一步离子化要有充足的自由离子和电子在火焰中产生 一致。依照前面的讨论，射频能量(包括樣i波能量)可能被用作增 强能量的来源来大幅度增加火焰#T出的温度。
例子6-单一的射频来源 参照图96A,装置9600是使用给初级感应线圈9620 和增强装置9630l是供动力的单一射频来源9610装配的。这个例 子使用手动控制的硬件装备，该硬件装备与前面描述的相同，不 同之处在于^5U又^f吏用初《及射频来源；用连续的点火电弧来源(,人 Electro-Technic Products(Chicago, Illinois)购买的Solid State Spark Tester BD-40B)代替标准的点火来源；以及将塑料面才反从标准的 射频来源(单一的Optima 4000发生器)上拆除。增强装置9630是 通过将1/8"电冰箱专用铜管在加长的石英火炬9640周围缠绕9 圈制作的。加长的石英火炬与前面在例子1中描述的火炬相同。 这个例子的增强装置以没有绝纟彖的巻曲环形-接线片为末端。由于 这种装备被用于短期研究，所以没有使用增强装置的冷却。由于 击夹乏冷却，所以线圈由于发热非常快;也变黑。因为短期4吏用，这 种变色对性能没有重大影响。 在才喿作时，初始等离子体在火炬的增强区i或(高阻^t 区域)中形成。通过外加连续的点火电弧，该等离子体移进头两 臣感应线圏9620的区域(低阻抗区域)。 一旦等离子体进入那两臣 线圏的低阻抗区域，连续的点火电弧;故移开。在移开点火电弧之 后，等离子体保持在那两匝负载线圈区域中并且稳定地工作，而 来自增强线圈的功率4巴附加的激发能加给等离子体的样品发射 区i或(见图96B和展示图96B所示的1000 ppm 4乙的光学发射的净寺 写的图97)。 参照图96C，单一射频来源也可能用来在实现接口的 配置中给线圏供电。参照图96C,射频来源9660给初级感应线 圈9662和增强装置9664供电。初级感应线圈在第一抢室9666 周围，而增强装置9664在第二舱室9668周围。接口 9670被放置在第二抢室9668的一端并JU皮配置成将才羊品乂人第一舱室9666 吸进第二舱室9668。真空泵9672可以用来控制第二舱室的压力。 接口 9670也可能有小孔帮助控制样品流量和舱室压力。这种配 置简化包括增强装置的原子化装置的构造而且提供使用接口获 4寻的利益。
例子7-低紫外发射光谱仪 参照图98A-98C,展示为低UV波段光学发射测量配 置的有增强装置配置的光谱4义。在图98B中示意地展示的装置一皮 配置成,人光学^各径中实质上排除所有的空气或氧以致波长在〗氐 UV波段的发射线都可能被;险测。在现有的ICP-OES配置中，修剪 气体喷嘴使等离子体的末端熄灭。在等离子体的末端和传递光学
器件的起点之间有大约0.5英寸的空间，在那里空气或氧气可能 吸收光，例如，低UV光(见图98A中的箭头)。》务剪气体可以用来 避免传递光学器件熔化和避免损坏位于光讀—义上的孔或窗口 。 参照图98B,展示为用于低紫外光学发射测量配置的 光谱仪。光谱仪9700包括有等离子体9704和与射频来源9708 电耦合的感应线圈9707的第一抢室9702。光谱仪9700还包括第 二抢室9710，该第二抢室包括有抽样孔9712的抽样接口 9706。 第二抢室9710还包括与射频来源9714电耦合的增强装置9713。 第二抢室9710与真空泵9720流体耦合并且通过窗口或孔9730 与^企测器9740光学耦合。真空泵9720可以用来4巴样品从第一抢 室9702吸进第二抢室9710,在第二般室4吏用增强装置9713将样 品分裂为原子、电离和/或激发。吹洗口 9742和9744可以用来将 惰性气体引进入检测器9740吹洗4企测器9740除掉空气或氧气避 免空气或氧气不必要地吸收发射信号。使用这个配置，第二抢室 9710中受i敫才羊品发出的光可以一皮;险测器974(H全测。除it匕之外，
在第一抢室9702中来自等离子体的信号由于使用接口被减到最 少，而等离子体9704撞上抽样接口 9706,防止空气通过抽样孔 9712进入(见图98C)。因为实质上没有空气或氧气在4企测器9740 的光学路径中，所以在低UV波段发光的原子和离子可以被精确 地检观'j 。
例子8-低紫外波段原子吸收光谱仪 参照图99，示意地展示为低UV波段的光学测量配置 的光谱仪。光语仪9800包括光源9802(例如，紫外光源)、有等 离子体9806和与射频来源9808电耦合的感应线圈9807的第一 抢室9804。光语仪9800还包括第二抢室9820，该第二抢室包括 有抽样孔9824的抽样接口 9822。第二抢室9820还包括与射频来 源9826电耦合的增强装置9825。第二抢室9820与真空泵9845 流体耦合，通过窗口或孔9830与光源9802光学耦合而且通过窗 口或孔9840与4全测器9850光学耦合。真空泵9845可以用来将 样品从第一抢室9804吸进第二抢室9820,在第二抢室中可以使 用增强装置9825 ^f吏^f品分裂为原子和/或电离。吹洗口 9852和 9854可以用来对巴惰性气体引进才企测器9850吹洗4企测器9850清除 空气或氧气避免空气或氧气不必要地吸收来自光源9802的光。 使用这个配置，在第二艙室9820中被样品吸收的光的数量可以 用才全测器9850 4全测。除此之外，在第一抢室9804中来自等离子 体9806的信号可以因为直角配置净皮减到最少，而且等离子体 9806撞上抽样4妻口 9822,阻止空气通过抽样孑L 9824进入。因为 实质上没有空气或氧气在冲企测器9850的光学^各径中，所以在^f氐 UV波段吸收光的原子和离子可以被精确地检测。 当介绍在此揭示的例子的诸元素的时候，冠词"一"、 "一个"、"该"和"所述"倾向于意p未着有一个或多个该元素。
术语"包含"、"包括"和"有"倾向于没有限制和意P未着可能 有不同于列出的元素的附加元素。原本熟悉这项技术并从这份揭 示获益的人将认识到这些例子的各种不同成份可以与其它例子 中的各种不同的成份交换或被其它例子中的各种不同的成份替 换。万 一在此通过引证被并入的任何专利或出版物的术语的意义 与用于这〗分揭示的术语意义沖突，倾向于以这^f分揭示中的术^吾的 意义为准。 虽然前面已经描述了 一些例子和实施方案的4争定方 面，但是原本熟悉这项技术并从这份揭示获益的人将认识到所揭 示的各个说明性的方面、例子和实施方案可能有添加、替换、修 改和变更。
权利要求
1.一种原子化装置，其中包括包括原子化来源的舱室；以及至少一个用射频来源配置的增强装置，以向所述的舱室提供射频能量。
2. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述原子化来源是火焰。
3. 根据权利要求2的原子化装置，其中所述火焰选自甲烷/空气 火焰、曱烷/氧火焰、氢/空气火焰、氢/氧火焰、乙炔/空气火 焰、乙炔/氧火焰和乙炔/一氧化二氮火焰。
4. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述原子化来源是电感 耦合的氩等离子体。
5. 才艮据权利要求1的原子化装置，其中所述原子化来源是电弧 或火花。
6. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述抢室是空的石英管。
7. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述增强装置被配置成 以脉沖模式或连续模式提供射频能量。
8. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述增强装置被配置以 提供大约25 MHz到大约50 MHz的射频能量。
9. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述增强装置被配置以 大约100瓦特到大约2000瓦特的功率4是供射频能量。
10. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述增强装置包括与射 频发生器电连通的金属丝线圏。
11. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述增强装置包括与射 频发生器电连通的感应线圈。
12. 才艮据权利要求1的原子化装置，其中所述原子化来源包括射频感应线圈和用来产生电感耦合等离子体的火炬。
13. 根据权利要求1的原子化装置，进一步包括与包括原子化来 源的抢室流体4专递的第二抢室。
14. 根据权利要求13的原子化装置，其中所述第二抢室进一步 包括增强装置，该增强装置被配置以将射频能量提供给该第 二抢室的至少一部分。
15. 才艮据权利要求13的原子化装置，其中所述第二抢室进一步 包括接口，该接口包括孑L口，用于将样品从包括原子化来源 的舱室引进第二抢室。
16. ^^艮据权利要求15的原子化装置，其中所述第二抢室与真空 泵有流体连通，该真空泵纟皮配置以将样品从包括原子化来源 的抢室吸进所述第二抢室。
17. 根据权利要求15的原子化装置，其中所述接口被配置以将 样品从包括原子化来源的艙室引进所述第二抢室以便用载气以小于大约15:1的比例稀释所述样品。
18. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述增强装置是为在原 子化中帮助原子4匕来源而配置的。
19. 根据权利要求1的原子化装置，其中所述增强装置被配置以 激发舱室中的原子。
20. —种原子化装置，其中包括包括原子化来源的第一抢室；以及与所述第一抢室有流体连通的第二抢室，该第二抢室包 括至少一个为将射频能量提供给第二抢室与射频来源一起 配置的增强装置。
21. 根据权利要求20的原子化装置，其中所述第二抢室进一步 包括接口 ，该接口包括用来将样品从所述第一抢室引进所述 第二艙室的3L口 。
22. 根据权利要求21的原子化装置，其中所述第二抢室与真空 泵流体连通，该真空泵被配置以将样品从所述第 一抢室吸进 所述第二舱室。
23. —种原子化装置，其中包括包括电感耦合等离子体的第一抢室；以及与所述第一抢室流体连通的第二抢室，该第二抢室包括 至少一个为将射频能量提供给所述第二抢室与射频来源一 起配置的增强装置。
全文摘要
这项发明揭示为给诸如火焰或等离子体之类的原子化来源提供补充能量而配置的增强装置。在特定的例子中，增强装置可能用于火焰或等离子体把补充能量提供给火焰或等离子体以增强去溶剂化、原子化和/或离子化。在其它的例子中，增强装置可能被配置成为激发某些物种提供补充能量。另外，还揭示了包括至少一个增强装置的仪器和装置。
文档编号G01J3/30GK101198846SQ200680021600
公开日2008年6月11日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月17日
发明者彼得·J·莫理斯罗 申请人:魄金莱默有限公司