实验室分析仪器--电感耦合等离子体ICP的形成条件及过程
ICP的形成就是工作气体的电离过程。为了形成稳定的ICP炬焰需要四个条件：高频高强度的电磁场、工作气体、维持气体稳定 放电的石英炬管及电子离子源。具体装置见图。炬管是由直径20mm的三重同心石英管构成。石英外管和中间管之间通10~20/min的氩气，其作用是作为工作气体形成等离子体并冷却石英炬管，称为等离子体气或冷却气；中间管和中心管通入0.5~1.5L/min氩气，称为辅助气，用以辅助等离子体的形成。中心管用于导入试样气溶胶。石英炬管外套有高频感应圈，感应圈一般为2~4圈空心铜管。
图1 等离子体形成装置
形成ICP焰炬通称为点火。点火分三步：第一步是向外管及中管通入等离子体和辅助气，此时中心管不通气体，在炬管 中建立氩气气氛；第二步向感应圈接入高频电源，一般频率为27~40MHz,电源功输入的氲气流；I高频 率为1~1.5kW,此时线圈内有高频电流I及由它产生的高频电磁场。由于在室温下干燥的氩气并不导电，不会在气中产生感应电流，必须用其他方法使氩气局部电离成为导体，高频电磁场才能使它进一步电离形成等离子体。使氩气部分电离的方法有两种，一种是石墨棒加热法，目前多用能产生尖端放电的高压 Tesla线圈，在管内氩气流中形成丝状放电，使氩气局部电离为导电体，并进而产生感应电流。感应电流加热气体形成火炬状ICP炬焰。图1中椭圆状的阴影部即为环形感应电流的截面图。ICP光源就是高频电源通过电磁感应的非接触方式，把能量不断传输给氩气而形成稳定的等离子体。等离子体气的切向输入是有利于形成感应电流的闭合环路，并在管口形成负压，使点火容易。
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