专利名称：：多元素测定用金属钨或钽平台石墨管原子吸收光度计的制作方法多元素测定用金属钩或钽平台石墨管原子吸收光度计组建多元素测定用金属钨或钽平台石墨管原子吸收光度计。本发明设计指导思想是本发明者提出的专利"无标准分析用固定金属钨或钽平台石墨路原子吸收光度计"(申请号200710097221.5，申请日2007年4月29日)"无标准分析用横向加热石墨炉恒磁场塞曼原子吸收光度计"(申请号200710097221.X,申请日2007年4月29日)"固定金属钨或钽平台石墨管新制造方法"(申请号200810093774.8，申请日2008年4月21日)"带永久基体改进剂的金属钨或钽平台石墨管的制作方法"(申请号200810134853.9，申请日2008年8月4日)。使用这些专利后，无需建立标准曲线可直接分析测定复杂液体或固体中待测元素含量和浓度，摆脱通常无机方析经常使用的费时，困难繁琐的溶样，分离和测定步骤，还可摆脱相应带入的试剂空白和提纯试剂需要的费时繁琐步骤。本发明多元素测定用金属钨或钽平台石墨管原子吸收光度计包括；(一)本发明者提出的专利"无标准分析用横向加热石墨炉恒磁场塞曼原子吸收光度计"使用的钨或钽平台石墨管(WTaPGT)。(二)或PE公司商品endcapTHGA型石墨管，该管在在PE4100ZL仪器中为水平放置，但在ZTMGFAAS仪器中水平位置正好是横向磁场的磁铁，因此必需将该管两端横向石墨加热电极由水平位置改为垂直位置，水平位置即该管按装在横向磁铁缝隙llmm之间(8)，见附图。上端横向加然石墨电极中心的外氩气进样孔改造成梯形进样口(l)，对准进样口(l)在石墨管中钻一1.6mm进样孔。(三)WTaPGT或endcapTHGA型石墨管(1)的横向加热是通过上下两平板水冷套(6)和石墨套(3)并紧贴横向磁铁(8)。石英窗(7)和进样口(2)按装在上水冷套。内氩气管(9)和外氩气管(10)按装在下水冷套。紧贴横向磁铁(8)两边各一片17.5X17.5X0.4mm热解石墨片(4)插在下水套的石墨套上。横向磁铁椎部有绝缘层(5)，同样上下水冷套之间也有绝缘层(5)。上下水冷套都有进出水管(ll)，大电流连接片(16)。上下水套固定在底板(12)。上下水冷套之间通过固定螺丝(13)，拧紧螺丝帽(14)和弹簧(15)保证在原子化加热时石墨管的热胀冷縮可自动通过弹簧调整，保持大电流通过时接触良好。本石墨炉体密封良好，消耗氩气少，石墨管烧损少，石墨管寿命长。炉体小巧，热容量小，耗电少同时升温快，容易达到升温速率2000K/s要求，这两点是商品石墨炉实现无标准分析必不可少要求。横向磁场可以是永久磁铁(PM)，这就是日立公司拥有专利的商品旋转洛匈棱镜，横向永久磁铁塞曼石墨炉原子吸收光度计(ZTMPM，GFAAS)，但日立公司只拥有专利HGA型石墨炉。本专利将endcapTHGA型石墨炉按装在zTMpM，GFAAS上，形成新专利商品仪器(Z，PM，endcapTHGA，GFAAS)，这是日立公司所未拥有的。本发明者从1977年开始用日立170-70仪器，1987-1997又用Z8000和Z8100仪器，20年经验表明；日立HGA型石墨炉有两个缺点，(l)炉体结构和水冷部太大，升温慢，不能达到升温速率2000K/s要求，由此引起的待测元素和基体在水冷端石墨管的深度冷却，相同元素在相同基体所需原子化温度在日立HGA型石墨炉比PE的HGA型石墨炉高出200-300°C，比PE的endcapTHGA型高出400-500°C。(2)炉体密封性差，使用高达31/min氩气石墨管受空气氧化而烧损，使用寿命低，这两点对实现无标准分析极其不利。因此，拥有日立仪器的实验室更需要用本专利将老日立仪器改造成新专利仪器(ZTMPM，endcapTHGA，GFAAS)，才有可能克服上述两个缺点，实现将无标准分析用于商品石墨炉。横向磁场可以是交变磁场磁铁(AM)，PE和Varian公司共同拥有专利商品固定平行光洛匈棱镜，横向交变磁场磁铁塞曼石墨炉原子吸收光度计(Z，AM，GFAAS)，但只用于HGA型石墨炉。本专利将endcapTHGA型石墨炉按装在ZTMAM，GFAAS上，形成新专利商品仪器(ZTMAM，endcapTHGA,GFAAS)，这是PE和Varian公司所未拥有过的。按照PE公司自己提供数据，相同元素和相同基体在PE公司的HGA石墨炉所需原子化温度比THGA石墨炉高出200-3009C，因此使用新专利仪器后，就有可能分析复杂固体悬浮物，将分析水平提高一步。石墨管寿命得到大幅度提高，这是实现无标准分析重要条件。从这方面来看，将1980年就出现的国内外数量最大的PEZ5000,5100,3030等已有的HGA石墨炉，改造成THGA石墨炉，将分析水平提高一步，是一件有意义的工作。将endcapTHGA型石墨炉按装在ztmpm，GFAAS，或zTMAM，GFAAS上，就可以使用本发明者提出的专利"带永久基体改进剂的金属钨或钽平台石墨管的制作方法"(申请日2008年8月日，申请号20081009提出的带永久基体改进剂的金属鸨或钽平台石墨管进行分析包括Se，Te，P，As，Sb，Bi，Ge，Si，Sn，Pb，Al，Ga，In，Tl，Zn，Cd，Hg，Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Cu，Ag，Au，Li，Na，K，Rb，Cs，Cr，Mn，Fe，Co，Ni共35个元素。EndcapTHGA型石墨炉和PMMODWTaPGT珠联壁合联合使用，是实现无标准分析用于复杂基体固体悬浮物直接进样测定两个最主要和必要核心部件。摆脱费时繁琐的溶样工作，对难溶样品，摆脱更费时繁琐的熔样后再溶样的工作，以及同样费时繁琐的试剂提纯工作，这在无机分析化学领域是一个重大突破。将endcapTHGA型石墨炉按装在ZTMPM，GFAAS或Z頂AM，GFAAS上，就可以使用本发明者提出的专利"固定金属钨或钽平台石墨管新制造方法"(申请日2008年4月21日，申请号200810093774.8)中提出的内衬鸨片0.02-0.lmm的WTaPGT，可用于测定Sc，Y，La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，U，Sr，Ba，B等20个元素，原子化温度可降到270(TC左右，提高WTaPGT使用寿命，减少高温原子化时的幅射噪音，提高检出限。用上述专利提出的有热解石墨镀层0.05-0.1mm的WTaPGT，可用于测定Mo，V，Ti，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，B，等10个元素，将原子化温度降到270(TC左右，提高了WTaPGT的使用寿命，减少高温原子化时的幅射噪音，提高检出限。[ooog](四)空阴极灯多元素测定原子吸收光度计(见附图5)。将62个石墨炉法能测定元素分别组成数个复合多元素空阴极灯，如16个稀土和铀组成的复合空阴极灯，Al.Cr，Mn，Fe，CoNi，Mo，V，Ti，B，Si复合灯，Cu，Ag，Au，Pd，Pt，Rh，Ru，Ir，Os复合灯，Li，Na，K，Rb，Cs，Be，Mg，Ca，Sr，Ba复合灯，Zn，Cd，Hg，Ga，In，Tl，Ge，Sn，Pb，P，As，Sb，Bi，Se，Te复合灯，数个复合灯用凹面全息光栅反射集中成62个元素的一束光进入洛匈棱镜，用恒磁场塞曼扣背景，再进入钨丝圈炉，用透镜聚焦进入美国StellarNetlnc.公司商品EPP2000C型UV-VISPortableCCDSpectrometer2，09年售价仅2750美元，配上1500美元SpectraWizRSpectral-IDelementaldatabaseforOEPSpectra软件，配上155美元EPP-PCMCIAPortableSpectraInterfacecardLPT2fornotebookcomputer3(售价低于500美元)。见附图5。佩上微软免费Excel软件，每秒可扫描190-850nm光谱1000次，可绘出62个元素原子吸收在原子化期间吸收值对时间图，测得峰值和积分值。Endcap鸨丝圈炉耗电只要1.5KW，接近家用电炉的1KW，而endcapTHGA石墨炉耗电高达5KW，因此endcap钨丝圈炉属于节能型仪器，便于野外操作和仪器小型化。EndcapTHGA石墨管价格贵，PE公司一根为150美元，德国Jena公司一根为100美元。而endcap钨丝圈炉原料为钨丝，是家用电灯泡主要原料，其价格仅1美元上下，因此属廉价型仪器。Endcap钨丝圈炉其基础是本发明者提出的专利"无标准分析用固定金属钨或钽平台石墨炉原子吸收光度计"(申请号200710097221.5，申请日2007年4月29日)"无标准分析用横向加热石墨炉恒磁场塞曼原子吸收光度计"(申请号200710097222.X，申请日2007年4月29日)，"固定金属钨或钽平台石墨管新制造方法"(申请号200810093774.8，申请日2008年4月21日)"带永久基体改进剂的金属鸨或钽平台石墨管的制作方法"(申请号200810134853.9，申请日2008年8月4日)。在实验重新测定endcap钨丝圈炉塞曼原子吸收光度计中62个元素在不同原子化温度时的叫cal，m。exp'值，制作新表l。在用6个标准溶液标定出校正系数K，弯曲系数13和标准曲线反转时的QA值(人值)无需建立标准曲线可直接分析测定复杂液体或固体中待测元素含量和浓度，摆脱通常无机分析经常使用的费时，困难繁琐的溶样，分离和测定步骤，还可摆脱相应带入的试剂空白和提纯试剂需要的繁琐费时步骤。每一台仪器还可同时用为标准计量仪器，如重量法中天平，容量法中各种容量计量器具。还同时有类似数量品种繁杂的标准样品的功能，作为标准传递工具。目前在多元素测定低含量领域，仅有少数高价位仪器；(l)ICP-AES光量计，约5-10万美元，但测定环保有害元素如Pb，Cd，As，Hg，Sb，Bi.Sn，Tl，Se，Te等元素灵敏度差2-3个数量级。因此仅限于测定高含量元素，低含量用石墨炉法补充，但只限于单元素测定。(2)ICP-MS质谱仪可同时测定上述环保有害杂质及含量高的元素。灵敏度和石墨炉法相近，但价位高约20万美元以上。(3)中子活化法灵敏度和石墨炉法，ICP-MS法相近，可同时多元素测定，但价位更高。本仪器用节能廉价钨丝圈炉和钨丝圈，洛匈棱镜和恒磁场塞曼扣背景装置，配上美国StellarNet公司EPP2000CUV-VISCCDPortableSpestrometer及其附属软件，体积仅69X100X150mm，耗电为5V100mA，配上笔记本电脑，09年售价低于6千美元，整台仪器小巧轻便，价位较低。1;图l为endcapWTaPGT和半圆柱石墨平台示意图；(l)进样口。(2)石墨管。(3)endcap。WTaPGT中(4)钽片。(5)钨丝。下图中(4)半圆柱石墨平台。2;图2和摘要附图为THGA石墨炉体结构(X-Z截面)示意图；(l)石墨管。(2)进样口。(3)石墨锥桥环。(4)热解石墨片。(5)绝缘层。(6)水冷套。(7)石英窗。(8)磁铁。(9)内氩气管。(10)外氩气管。(ll)水管。(12)底板。(13)固定螺丝。(14)拧紧螺丝帽。(15)弹簧。(160)大电流联接片。3;图3为THGA石墨炉体结构(X-Y截面)示意图；(l)石墨管。(2)进样口。(3)石墨锥桥环。(4)热解石墨片。(5)绝缘层。(6)水冷套。(7)石英窗。(8)磁铁。(ll)水管。4;图4为THGA石墨炉体结构(Y-Z截面)示意图；(l)石墨管。(2)进样口。(4)热解石墨片。(5)绝缘层。(6)水冷套。(8)磁铁。(9)内氩气管。5;图5为多元素测定用金属钨或钽平台石墨管原子吸收光度计的结构图；(1)金属钨或钽平台石墨炉。(2)美国StellarNetInc.公司商品EPP2000C型UV-VISPortableCCDSpectrometer,配上SpectraWizRSpectral-IDelementaldatabaseforOEP软^[牛，配上EPP-PCMIAPortableSpectraInterfacecardLPT2。(3)笔记本电脑配上微软免费Excel软件。(4)数个复合多元素空阴极灯。(5)洛匈棱镜。(6)凹面反射镜。(7)凹面反射全息光栅。(8)光阑。权利要求本发明多元素测定用金属钨或钽平台石墨管原子吸收光度计包括；(一)本发明者提出的专利“无标准分析用横向加热石墨炉恒磁场塞曼原子吸收光度计”使用的钨或钽平台石墨管(WTaPGT)。(二)或PE公司商品endcapTHGA型石墨管，该管在在PE4100ZL仪器中为水平放置，但在ZTMGFAAS仪器中水平位置正好是横向磁场的磁铁，因此必需将该管两端横向石墨加热电极由水平位置改为垂直位置，水平位置即该管按装在横向磁铁缝隙11mm之间(8)，见附图。上端横向加然石墨电极中心的外氩气进样孔改造成梯形进样口(1)，对准进样口(1)在石墨管中钻一1.6mm进样孔。(三)WTaPGT或endcapTHGA型石墨管(1)的横向加热是通过上下两平板水冷套(6)和石墨套(3)并紧贴横向磁铁(8)。石英窗(7)和进样口(2)按装在上水冷套。内氩气管(9)和外氩气管(10)按装在下水冷套。紧贴横向磁铁(8)两边各一片17.5x17.5x0.4mm热解石墨片(4)插在下水套的石墨套上。横向磁铁椎部有绝缘层(5)，同样上下水冷套之间也有绝缘层(5)。上下水冷套都有进出水管(11)，大电流连接片(16)。上下水套固定在底板(12)。上下水冷套之间通过固定螺丝(13)，拧紧螺丝帽(14)和弹簧(15)保证在原子化加热时石墨管的热胀冷缩可自动通过弹簧调整，保持大电流通过时接触良好。本石墨炉体密封良好，消耗氩气少，石墨管烧损少，石墨管寿命长。炉体小巧，热容量小，耗电少同时升温快，容易达到升温速率2000K/s要求，这两点是商品石墨炉实现无标准分析必不可少要求。横向磁场可以是永久磁铁(PM)，这就是日立公司拥有专利的商品旋转洛匈棱镜，横向永久磁铁塞曼石墨炉原子吸收光度计(ZTMPM，GFAAS)，但日立公司只拥有专利HGA型石墨炉。本专利将endcapTHGA型石墨炉按装在ZTMPM，GFAAS上，形成新专利商品仪器(ZTMPM，endcapTHGA，GFAAS)，这是日立公司所未拥有的。本发明者从1977年开始用日立170-70仪器，1987-1997又用Z8000和Z8100仪器，20年经验表明日立HGA型石墨炉有两个缺点，(1)炉体结构和水冷部太大，升温慢，不能达到升温速率2000K/s要求，由此引起的待测元素和基体在水冷端石墨管的深度冷却，相同元素在相同基体所需原子化温度在日立HGA型石墨炉比PE的HGA型石墨炉高出200-300℃，比PE的endcapTHGA型高出400-500℃。(2)炉体密封性差，使用高达3l/min氩气石墨管受空气氧化而烧损，使用寿命低，这两点对实现无标准分析极其不利。因此，拥有日立仪器的实验室更需要用本专利将老日立仪器改造成新专利仪器(ZTMPM，endcapTHGA，GFAAS)，才有可能克服上述两个缺点，实现将无标准分析用于商品石墨炉。横向磁场可以是交变磁场磁铁(AM)，PE和Varian公司共同拥有专利商品固定平行光洛匈棱镜，横向交变磁场磁铁塞曼石墨炉原子吸收光度计(ZTMAM，GFAAS)，但只用于HGA型石墨炉。本专利将endcapTHGA型石墨炉按装在ZTMAM，GFAAS上，形成新专利商品仪器(ZTMAM，endcapTHGA，GFAAS)，这是PE和Varian公司所未拥有过的。按照PE公司自己提供数据，相同元素和相同基体在PE公司的HGA石墨炉所需原子化温度比THGA石墨炉高出200-3009C，因此使用新专利仪器后，就有可能分析复杂固体悬浮物，将分析水平提高一步。石墨管寿命得到大幅度提高，这是实现无标准分析重要条件。从这方面来看，将1980年就出现的国内外数量最大的PEZ5000，5100，3030等已有的HGA石墨炉，改造成THGA石墨炉，将分析水平提高一步，是一件有意义的工作。将endcapTHGA型石墨炉按装在ZTMPM，GFAAS，或ZTMAM，GFAAS上，就可以使用本发明者提出的专利“带永久基体改进剂的金属钨或钽平台石墨管的制作方法”(申请日2008年8月4日，申请号200810134853.9)提出的带永久基体改进剂的金属钨或钽平台石墨管进行分析包括Se，Te，P，As，Sb，Bi，Ge，Si，Sn，Pb，Al，Ga，In，Tl，Zn，Cd，Hg，Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Cu，Ag，Au，Li，Na，K，Rb，Cs，Cr，Mn，Fe，Co，Ni共35个元素。EndcapTHGA型石墨炉和PMMODWTaPGT珠联壁合联合使用，是实现无标准分析用于复杂基体固体悬浮物直接进样测定两个最主要和必要核心部件。摆脱费时繁琐的溶样工作，对难溶样品，摆脱更费时繁琐的熔样后再溶样的工作，以及同样费时繁琐的试剂提纯工作，这在无机分析化学领域是一个重大突破。将endcapTHGA型石墨炉按装在ZTMPM，GFAAS或ZTMAM，GFAAS上，就可以使用本发明者提出的专利“固定金属钨或钽平台石墨管新制造方法”(申请日2008年4月21日，申请号200810093774.8)中提出的内衬钨片0.02-0.1mm的WTaPGT，可用于测定Sc，Y，La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，U，Sr，Ba，B等20个元素，原子化温度可降到2700℃左右，提高WTaPGT使用寿命，减少高温原子化时的幅射噪音，提高检出限。用上述专利提出的有热解石墨镀层0.05-0.1mm的WTaPGT，可用于测定Mo，V，Ti，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，B，等10个元素，将原子化温度降到2700℃左右，提高了WTaPGT的使用寿命，减少高温原子化时的幅射噪音，提高检出限。(四)空阴极灯多元素测定原子吸收光度计(见附图6)。将62个石墨炉法能测定元素分别组成数个复合多元素空阴极灯，如16个稀土和铀组成的复合空阴极灯，Al.Cr，Mn，Fe，CoNi，Mo，V，Ti，B，Si复合灯，Cu，Ag，Au，Pd，Pt，Rh，Ru，Ir，Os复合灯，Li，Na，K，Rb，Cs，Be，Mg，Ca，Sr，Ba复合灯，Zn，Cd，Hg，Ga，In，Tl，Ge，Sn，Pb，P，As，Sb，Bi，Se，Te复合灯，数个复合灯用凹面全息光栅反射集中成62个元素的一束光进入洛匈棱镜，用恒磁场塞曼扣背景，再进入钨丝圈炉，用透镜聚焦进入美国StellarNetInc.公司商品EPP2000C型UV-VISPortableCCDSpectrometer2，09年售价仅2750美元，配上1500美元SpectraWizRSpectral-IDelementaldatabaseforOEPSpectro软件，配上155美元EPP-PCMCIAPortableSpectroInterfacecardLPT2fornotebookcomputer3(售价低于500美元)。见附图6。佩上微软免费Excel软件，每秒可扫描190-850nm光谱1000次，可绘出62个元素原子吸收在原子化期间吸收值对时间图，测得峰值和积分值。2.按照权利要求1所述；Endcap鸨丝圈炉耗电只要1.5KW，接近家用电炉的1KW，而endcapTHGA石墨炉耗电高达5KW，因此endcap钨丝圈炉属于节能型仪器，便于野外操作和仪器小型化。EndcapTHGA石墨管价格贵，PE公司一根为150美元，德国Jena公司一根为100美元。而endcap钨丝圈炉原料为钨丝，是家用电灯泡主要原料，其价格仅1美元上下，因此属廉价型仪器。3.按权利要求1所述Endcap钨丝圈炉其基础是本发明者提出的专利"无标准分析用固定金属钨或钽平台石墨炉原子吸收光度计"(申请号200710097221.5，申请日2007年4月29日)"无标准分析用横向加热石墨炉恒磁场塞曼原子吸收光度计"(申请号200710097222.X,申请日2007年4月29日)，"固定金属鸨或钽平台石墨管新制造方法"(申请号200810093774.8，申请日2008年4月21日)"带永久基体改进剂的金属钨或钮平台石墨管的制作方法"(申请号200810134853.9，申请日2008年8月4日)。在实验重新测定endcap钨丝圈炉塞曼原子吸收光度计中62个元素在不同原子化温度时的m。cal，m。exp'值，制作新表1。在用6个标准溶液标定出校正系数K，弯曲系数13和标准曲线反转时的QA值(Ar值)无需建立标准曲线可直接分析测定复杂液体或固体中待测元素含量和浓度，摆脱通常无机分析经常使用的费时，困难繁琐的溶样，分离和测定步骤，还可摆脱相应带入的试剂空白和提纯试剂需要的繁琐费时步骤。每一台仪器还可同时用为标准计量仪器，如重量法中天平，容量法中各种容量计量器具。还同时有类似数量品种繁杂的标准样品的功能，作为标准传递工具。4.按权利要求1所述；目前在多元素测定低含量领域，仅有少数高价位仪器；(l)ICP-AES光量计，约5-10万美元，但测定环保有害元素如Pb，Cd，As，Hg，Sb，Bi.Sn，Tl，Se，Te等元素灵敏度差2-3个数量级。因此仅限于测定高含量元素，低含量用石墨炉法补充，但只限于单元素测定。(2)ICP-MS质谱仪可同时测定上述环保有害杂质及含量高的元素。灵敏度和石墨炉法相近，但价位高约20万美元以上。(3)中子活化法灵敏度和石墨炉法，ICP-MS法相近，可同时多元素测定，但价位更高。本仪器用节能廉价钨丝圈炉和钨丝圈，洛匈棱镜和恒磁场塞曼扣背景装置，配上美国StellarNet公司EPP2000CUV-VISCCDPortableSpestrometer及其附属软件，体积仅69xl00xl50mm，耗电为5V100mA，配上笔记本电脑，09年售价低于6千美元，整台仪器小巧轻便，价位较低。全文摘要建立多元素测定金属钨或钽平台石墨管原子吸收光度计，以本发明者提出的“无标准分析用横向加热石墨炉恒磁场塞曼原子吸收光度计”(申请号200710097221.X，申请日2008年4月21日)为基础。将空阴极灯取下，换上数个多元素空阴极灯，如16个稀土元素和铀组成复合灯，Al，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Mo，V，Ti，B，Si复合灯。Cu，Ag，Au，Pd，Pt，Ru，Rh，Ir，Os复合灯，Li，Na，K，Rb，Cs，Be，Mg，Ca，Sr，Ba复合灯，Zn，Cd，Hg，Ga，In，Tl，Ge，Sn，Pb，P，As，Sb，Bi，Se，Te复合灯，数个复合灯用凹面全息光栅反射集中成含62个元素的一束光进入洛匈棱镜，用恒磁场塞曼扣背景。将单色仪取下，换上美国StellarNetInc.公司商品EPP2000C型UV-VISCCDSpectrometer，09年售价仅2750美元。文档编号G01N21/31GK101692041SQ20091013179公开日2010年4月7日申请日期2009年4月2日优先权日2009年4月2日发明者马怡载申请人:马怡载