本公開的實施方案涉及分析儀器系統(tǒng)以及它們的操作技術(shù)。特別地，一些實施方案涉及光學(xué)發(fā)射光譜系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光譜技術(shù)可作為用于生成化學(xué)、物理或其他材料數(shù)據(jù)(例如純度、組成、相等)的方法應(yīng)用于諸如復(fù)合材料、礦石、合金等散裝材料。在火花光學(xué)發(fā)射光譜(火花oes)系統(tǒng)中，散裝樣品相對于反電極偏置，并且通常在惰性氣氛中用于產(chǎn)生電弧放電。光譜儀從電弧放電中收集光子，光譜儀生成光譜數(shù)據(jù)，根據(jù)光譜數(shù)據(jù)可執(zhí)行元素和成分分析?？芍辽俨糠值鼗谠诨鸹╫es數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的特征光譜峰的存在和/或強度來收集有用的信息，諸如元素識別、相對組成、絕對組成等。

2、火花oes數(shù)據(jù)的質(zhì)量受到兩次點火之間電弧附著點在樣品表面上遷移的趨勢的限制。電弧遷移導(dǎo)致放電區(qū)域相對于光譜儀的光學(xué)收集區(qū)域移動，從而損害光譜的信噪比質(zhì)量。例如，電弧遷移可能會降低電弧放電區(qū)域中存在的譜線的相對強度，這些電弧放電區(qū)域的特征在于等離子體溫度相對較高。類似地，電弧遷移可增加譜線的相對強度，這可歸因于在電弧放電的相對較低溫度區(qū)域中存在的較低能量物質(zhì)和復(fù)合產(chǎn)物。因此，需要用于在火花oes測量期間減少電弧遷移的系統(tǒng)、設(shè)備和技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在一個方面，火花間隙設(shè)備包括第一平面線圈，該第一平面線圈限定垂直于線圈平面的軸線并且限定基本上以該軸線為中心的第一孔。該火花間隙設(shè)備包括第二平面線圈，該第二平面線圈沿該軸線并且基本上平行于該線圈平面從該第一平面線圈偏移，該第二平面線圈限定基本上以該軸線為中心的第二孔。該火花間隙設(shè)備還包括導(dǎo)電元件，該導(dǎo)電元件設(shè)置在該第一孔中并且基本上與該軸線對齊。

2、該第一平面線圈和/或該第二平面線圈可限定約10匝至約50匝的匝數(shù)。該第一孔和/或該第二孔的特征可以在于約100μm至約10cm的寬度。該第二平面線圈可從該第一平面線圈偏移約1mm至約50mm的距離。該第一平面線圈和/或該第二平面線圈可與電容額定值為約10μf至約1000μf的電容器電耦合。該火花間隙設(shè)備還可包括設(shè)置在該第一平面線圈的至少一部分上方的第一絕緣層和設(shè)置在該第二平面線圈的至少一部分上方的第二絕緣層，其中該第一絕緣層和該第二絕緣層包括電絕緣和導(dǎo)熱材料?；鸹ㄩg隙設(shè)備還可包括：第一基材，該第一基材與該第一平面線圈熱耦合并且與該第一平面線圈電隔離；以及第二基材，該第二基材與該第二平面線圈熱耦合并且與該第二平面線圈電隔離。通過以下附圖、描述和權(quán)利要求，其他技術(shù)特征可很容易被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

3、該第一絕緣層和/或該第二絕緣層可包括選自由以下組成的組的一種或多種材料：氮化鋁、氮化硼、碳化硅-碳復(fù)合材料、玻璃纖維增強型硅樹脂、類金剛石碳和人造金剛石。該火花間隙設(shè)備還可包括一個或多個除熱元件，該一個或多個除熱元件與該第一基材或該第二基材熱耦合并且被配置為從該第一平面線圈和/或該第二平面線圈汲取熱量。

4、在一個方面，光譜系統(tǒng)包括根據(jù)前述方面的火花間隙設(shè)備以及與該火花間隙設(shè)備可操作地耦合的電路。電路可包括與該導(dǎo)電元件電耦合的電壓源和與該第一平面線圈或該第二平面線圈電耦合的電容器。該光譜系統(tǒng)還包括控制器，該控制器與該電路可操作地耦合并且被配置為執(zhí)行包括以下的操作：對該電容器進行放電；以及對該導(dǎo)電元件施加電壓。該光譜系統(tǒng)還可包括隔離室，該火花間隙設(shè)備的至少一部分被設(shè)置在該隔離室中，該隔離室被配置為在該導(dǎo)電元件附近提供受控環(huán)境。通過以下附圖、描述和權(quán)利要求，其他技術(shù)特征可很容易被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

5、這些操作還可包括：生成特征在于約50hz至約2000hz的頻率的定時信號，其中該控制器被配置為使用該定時信號來協(xié)調(diào)這些操作中的至少一些操作。這些操作還可包括：移除該導(dǎo)電元件的電壓；以及對該電容器充電。該電容器可被配置為將約100a至約5ka的電流放電到該第一平面線圈或該第二平面線圈中。該光譜系統(tǒng)還可包括光譜儀，該光譜儀相對于該火花間隙設(shè)備定向，以觀察位于該第一平面線圈與該第二平面線圈之間并且位于該導(dǎo)電元件尖端附近的區(qū)域。這些操作還可包括：使用該光譜儀生成光譜數(shù)據(jù)。

6、在一個方面，一個或多個非暫時性機器可讀存儲介質(zhì)，該一個或多個非暫時性機器可讀存儲介質(zhì)存儲有指令，這些指令在由機器執(zhí)行時使得該機器執(zhí)行包括以下的操作：對電容器進行放電，該電容器與任何前述方面的火花間隙設(shè)備的第一平面線圈或第二平面線圈電耦合。這些操作還可包括：對該火花間隙設(shè)備的該導(dǎo)電元件施加電壓。這些操作可包括：移除該導(dǎo)電元件的電壓。這些操作可包括：對該電容器充電。對該火花間隙設(shè)備的一系列操作可包括：對該電容器進行放電；施加該電壓；移除該電壓；以及對該電容器充電，并且其中生成光譜數(shù)據(jù)可施加該電壓至少部分同時發(fā)生。通過以下附圖、描述和權(quán)利要求，其他技術(shù)特征可很容易被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

7、這些操作還可包括：生成特征在于約50hz至約2000hz的頻率的定時信號，其中該控制器被配置為使用該定時信號來協(xié)調(diào)這些操作中的至少一些操作。這些操作還可包括：使用光譜儀生成光譜數(shù)據(jù)，該光譜儀相對于該火花間隙設(shè)備定向，以觀察位于該第一平面線圈與該第二平面線圈之間的區(qū)域。通過以下附圖、描述和權(quán)利要求，其他技術(shù)特征可很容易被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

8、已采用的術(shù)語和表達(dá)用作描述性術(shù)語而非限制性術(shù)語，并且在使用此類術(shù)語和表達(dá)時不意圖排除所示出和描述的特征或其部分的任何等效物，而是應(yīng)認(rèn)識到，在要求保護的主題的范圍內(nèi)，各種修改是可能的。因此，應(yīng)該理解的是，盡管已經(jīng)通過實施方案和可選特征具體公開了本公開要求保護的主題，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可對本文公開的概念進行修改和改變，并且此類修改和改變被認(rèn)為是在由所附權(quán)利要求限定的本公開的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種火花間隙設(shè)備，所述火花間隙設(shè)備包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花間隙設(shè)備，其中所述第一平面線圈或所述第二平面線圈限定約10匝至約50匝的匝數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花間隙設(shè)備，其中孔的特征在于約100μm至約10cm的寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花間隙設(shè)備，其中所述第二平面線圈從所述第一平面線圈偏移約1mm至約50mm的距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花間隙設(shè)備，其中所述第一平面線圈或所述第二平面線圈與電容額定值為約10μf至約1000μf的電容器電耦合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花間隙設(shè)備，所述火花間隙設(shè)備還包括設(shè)置在所述第一平面線圈的至少一部分上方的第一絕緣層和設(shè)置在所述第二平面線圈的至少一部分上方的第二絕緣層，其中所述第一絕緣層和所述第二絕緣層包括電絕緣和導(dǎo)熱材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的火花間隙設(shè)備，其中所述第一絕緣層或所述第二絕緣層包括選自由以下組成的組的一種或多種材料：氮化鋁、氮化硼、碳化硅-碳復(fù)合材料、玻璃纖維增強型硅樹脂、類金剛石碳和人造金剛石。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花間隙設(shè)備，所述火花間隙設(shè)備還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火花間隙設(shè)備，所述火花間隙設(shè)備還包括一個或多個除熱元件，所述一個或多個除熱元件與所述第一基材或所述第二基材熱耦合并且被配置為從所述第一平面線圈或所述第二平面線圈汲取熱量。

10.一種光譜系統(tǒng)，所述光譜系統(tǒng)包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光譜系統(tǒng)，其中所述操作還包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光譜系統(tǒng)，其中所述操作還包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光譜系統(tǒng)，其中所述電容器被配置為將約100a至約5ka的電流放電到所述第一平面線圈或所述第二平面線圈中。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光譜系統(tǒng)，所述光譜系統(tǒng)還包括光譜儀，所述光譜儀相對于所述火花間隙設(shè)備定向，以觀察位于所述第一平面線圈與所述第二平面線圈之間并且位于所述導(dǎo)電元件尖端附近的區(qū)域。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光譜系統(tǒng)，其中所述操作還包括：使用所述光譜儀生成光譜數(shù)據(jù)。

16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光譜系統(tǒng)，所述光譜系統(tǒng)還包括隔離室，所述火花間隙設(shè)備的至少一部分被設(shè)置在所述隔離室中，所述隔離室被配置為在所述導(dǎo)電元件附近提供受控環(huán)境。

17.一個或多個非暫時性機器可讀存儲介質(zhì)，所述一個或多個非暫時性機器可讀存儲介質(zhì)存儲有指令，所述指令在由機器執(zhí)行時使得所述機器執(zhí)行包括以下的操作：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲介質(zhì)，其中所述操作還包括：生成特征在于約50hz至約2000hz的頻率的定時信號，其中所述控制器被配置為使用所述定時信號來協(xié)調(diào)所述操作中的至少一些操作。

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲介質(zhì)，其中所述操作還包括：使用光譜儀生成光譜數(shù)據(jù)，所述光譜儀相對于所述火花間隙設(shè)備定向，以觀察位于所述第一平面線圈與所述第二平面線圈之間并且位于所述導(dǎo)電元件尖端附近的區(qū)域。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的存儲介質(zhì)，其中所述操作還包括：

技術(shù)總結(jié)
描述了用于穩(wěn)定放電形成的分析儀器系統(tǒng)、部件和方法。火花間隙設(shè)備包括第一平面線圈，該第一平面線圈限定垂直于線圈平面的軸線并且限定基本上以該軸線為中心的第一孔。該火花間隙設(shè)備包括第二平面線圈，該第二平面線圈沿該軸線并且基本上平行于該線圈平面從該第一平面線圈偏移，該第二平面線圈限定基本上以該軸線為中心的第二孔。該火花間隙設(shè)備還包括導(dǎo)電元件，該導(dǎo)電元件設(shè)置在該第一孔中并且基本上與該軸線對齊。

技術(shù)研發(fā)人員：P·蘭庫巴,M·S·內(nèi)伯爾
受保護的技術(shù)使用者：熱電科學(xué)儀器有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21