全数字能量可调的火花光源
专利汇可以提供全数字能量可调的火花光源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种全数字 能量 可调的火花 光源 ，属 光谱 分析技术领域。该火花光源包括激发控制系统、火花能量可调的电源 电路 、高压引燃电路、氩气控制电路以及控制系统和USB 接口 控制电路。计算机通过控制 软件 ，经USB接口传输到接口电路，接口电路与激发控制电路相连，由激发控制系统发出控制脉冲，控制火花电源电路的 电压 高低，从而控制火花放电的能量大小，激发时先由高压引燃电路将分析间隙电离，再通过火花电源电路进行火花放电；激发时激发控制系统同时控制氩气的通断；激发时采集的 信号 由USB接口传输到计算机。优点在于，激发放电 频率 、火花放 电能 量可在软件上进行连续设定，有利于分析性质不同材料的化学成分，采用了光导 纤维 来传送激发 控制信号 ，抗干扰能 力 很强。，下面是全数字能量可调的火花光源专利的具体信息内容。
1.一种全数字能量可调的火花光源，包括激发控制系统、火花能量可调的电源电路、高压引燃电路、氩气控制电路以及控制系统和USB接口控制电路；其特征在于：计算机通过控制软件，经USB接口传输到接口电路，接口电路与激发控制电路相连，由激发控制系统发出控制脉冲，控制火花电源电路的电压高低，从而控制火花放电的能量大小，激发时先由高压引燃电路将分析间隙电离，再通过火花电源电路进行火花放电；激发时激发控制系统同时控制氩气的通断；激发时采集的信号由USB接口传输到计算机；计算机发出控制信号，将激发频率和火花能量的百分数作为激发参数；火花光源电源电路采用IGBT逆变电路：输入采用直流电源，通过IGBT功率管和高频变压器，进行DC-AC逆变转换，然后再经过整流后给火花放电电容充电；充放电的频率和充电电压的高低由控制激发参数决定，充电电压的高低连续可控，进而使火花放电的能量连续可控；高压引燃电路和火花放电电路的输出接到激发电极和待分析样品之间，两者采用耐高压快速恢复二极管组隔离；控制信号和采集信号均通过USB接口与计算机进行传输；在激发控制电路与电源电路之间采用光纤连接，脉冲信号是通过光信号进行传输的，隔离了控制电路和电源电路。
2.根据权利要求1所述的火花光源，其特征是，激发频率实现连续调整，调整范围为1Hz～1500Hz，作为控制光源激发的参数。
3.根据权利要求1所述的火花光源，其特征是，火花激发能量连续可调，火花激发能量从8mJ～800mJ连续可调，激发能量的连续可调是通过火花放电电压从4V～400V的连续实现的，作为控制光源激发的参数。
4.根据权利要求1所述的火花光源，其特征是，实现火花放电电压的连续可调是通过调整控制脉冲的占空比实现的。
5.根据权利要求1所述的火花光源，其特征是，火花光源电源电路采用IGBT逆变技术：输入采用直流电源，通过IGBT功率管和高频变压器，进行DC-AC逆变转换，然后再经过整流后给火花放电电容充电。
6.根据权利要求1所述的火花光源，其特征是，控制信号和采集信号均通过USB接口与计算机进行传输，连接非常方便；在激发控制电路与电源电路之间采用光纤连接，脉冲信号是通过光信号进行传输的，隔离了控制电路和电源电路，有效防止了电磁干扰。
技术领域
本发明属光谱分析技术领域，提供了一种全数字能量可调的火花光源。用于直读火花光谱分析仪器。
背景技术
目前国产火花光谱仪配备的火花激发光源，激发能量无法根据材料的不同而灵活调整，导致分析的稳定性和准确度差。
发明内容
本发明包括激发控制系统、火花能量可调的电源电路、高压引燃电路、氩气控制电路以及控制系统和USB接口控制电路；计算机通过控制软件，经USB接口传输到接口电路，接口电路与激发控制电路相连，由激发控制系统发出控制脉冲，控制火花电源电路的电压高低，从而控制火花放电的能量大小，激发时先由高压引燃电路将分析间隙电离，再通过火花电源电路进行火花放电；由于在氩气氛围下容易电离，因此激发时激发控制系统同时控制氩气的通断；激发时采集的信号由USB接口传输到计算机。其特征在于：计算机发出控制信号，将激发频率和火花能量的百分数作为激发参数；火花光源电源电路采用IGBT逆变电路：输入采用直流电源，通过IGBT功率管和高频变压器，进行DC-AC逆变转换，然后再经过整流后给火花放电电容充电；充放电的频率和充电电压的高低由控制激发参数决定，充电电压的高低连续可控，进而使火花放电的能量连续可控；高压引燃电路和火花放电电路的输出接到激发电极和待分析样品之间，两者采用耐高压快速恢复二极管组(其反向恢复时间＜65ns)隔离；控制信号和采集信号均通过USB接口与计算机进行传输，连接非常方便；在激发控制电路与电源电路之间采用光纤连接，脉冲信号是通过光信号进行传输的，隔离了控制电路和电源电路，有效防止了电磁干扰。
传统的火花光源的激发频率分成几档，实际应用时根据需要选择其一，本发明的激发频率可实现连续调整，调整范围为1Hz～1500Hz，激发频率作为参数由计算机控制软件进行设定。传统的火花光源的激发能量分成几档，实际应用时根据需要进行选择，本发明的火花激发能量从8mJ～800mJ连续可调，激发能量的连续可调是通过火花放电电压(从4V～400V)的连续可调实现的，作为控制光源激发的参数，由计算机控制软件进行设定。实现火花放电电压的连续可调是通过调整控制脉冲的占空比实现的。
火花光源电源电路采用IGBT逆变电路：输入采用直流电源，通过IGBT功率管和高频变压器，进行DC-AC逆变转换，然后再经过整流后给火花放电电容充电。
高压引燃电路和火花放电电路的输出接到激发电极和待分析样品之间，两者采用耐高压快速恢复二极管组(其反向恢复时间＜65ns)隔离。
控制信号和采集信号均通过USB接口与计算机进行传输，连接非常方便；在激发控制电路与电源电路之间采用光纤连接，脉冲信号是通过光信号进行传输的，隔离了控制电路和电源电路，有效防止了电磁干扰。
本发明全数字能量可调的火花光源的激发频率和火花激发能量连续可调，激发频率为1Hz～1500Hz连续可调，火花激发能量(从8mJ～800mJ)的连续可调是通过火花放电电压(从4V～400V)的连续可调实现的，作为控制光源激发的参数，由计算机控制软件进行设定。
所述的高压引燃电路中点火器的输入信号来自于逆变电源整流后得到的，每引燃一次就有一次火花放电，高压引燃的频率的控制信号和火花电源的控制信号是同步的。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、光源的放电频率连续可调，从1Hz到1500Hz：光源放电频率直接影响激发点的大小，以及单位面积上的能量密度，找到适合于某种材料的激发频率，有利于元素的充分激发和缩短预燃所需的时间。这样提高分析精度和速度，结果的重复性好。
2、光源的激发能量连续可调：通过电压从4V到400V的连续调节，从而实现能量从8mJ～800mJ的连续可调。用此种光源有以下几个优点：用此种光源有以下几个优点：(1)光源在预燃期间选用高能量、产生大的电流脉冲、预燃能量较高使分析试样以气体状态蒸发出来，并使气态原子进而激发这一过程时间缩短。(2)可以克服某些样品因冶金组织的差异(即不均质)而引起的基本效应。采用高能预燃能使不均质样品(如灰铸铁)在局部区域表面进行充分熔融而均质化，提高样品分析结果的准确性。(3)积分期间采用小能量工作，得到低电流脉冲，有利于减小背景，而不影响激发状态，获得的谱线强度稳定，有利于提高测量的精度和准确度。
附图说明
附图1为本发明火花光源的系统示意图。
附图2为本发明所述的逆变电源火花放电的主回路示意图。
其中，Ed：输入电源；C1：火花充放电电容；T：高频升压变压器；L：电感；A：分析间隙；VL：续流二极管。
具体实施方式
由图1所示的火花光源的系统示意图可知，计算机控制软件发出控制信号，控制信号包括控制氩气充气阀的信号、控制光源激发频率、激发光源能量百分比的信号，产生的控制信号经USB接口，接到光源的控制电路；输入到光源的激发控制电路，经过计数器，产生与控制信号相对应的频率和占空比的脉宽可调的脉冲信号；脉冲信号经过三极管驱动电路，作为控制高频开关管IGBT的控制信号，控制IGBT的通断，使直流36V电源逆变为交流，经过升压变压器升压，再进行整流，整流后经过电感给电容充电，电容上充电的电压值与控制信号的占空比成正比，与计算机控制信号的能量百分比相对应，电容上电压的大小，也就决定了单次火花放电的能量的大小。由单稳态电路和点火线圈组成的高压引燃电路，产生高压使电极与样品之间在氩气氛围下电离，然后由火花电源维持火花放电。
由图2逆变电源火花放电的主回路示意图可知：输入采用直流36V电源，通过功率管IGBT1、IGBT2和高频变压器T，进行DC-AC逆变转换，然后再经过整流桥整流后给火花放电电容C1充电；充放电的频率和充电电压的高低由控制激发参数决定，通过电容C1的充电电压的高低连续可控，进而使火花放电的能量连续可控；高压引燃电路和火花放电电路的输出接到分析间隙A。
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