电子设计工程
!"#$%&'()$ *+,)-( !(-)(++&)(-
第
./
卷
0'"12/
第
34
期
5'134
.637
年
8
月
9:"; .637
火花 激发光源 是光电直 读光谱仪 重要组成 部分! 激发
光源具有 使试样蒸发"解离"原子化"激发"跃 迁 产生光辐射
的作用# 光电 直读光谱仪的主要技 术指标如准确度"精密 度
和检出限等很大程度上取决于所使用的激发光源
<3=
$
光电直读光谱仪常用激发光源有直流电弧光源%交流电弧
光源"电火花光源及电感耦合高频等离子体光源&
>?@
'
A
种
<B=
$其
中!直流电弧光源激发能力低!激发时易产生自吸收!不易进行
难激发元素分析(交流电弧光源稳定性好可用于难激发元素分
析!但检测限较差(电感耦合高频等离子体光源具有检测限低!
精密度%准确度高等优点!但仪器价格昂贵!维持费用较高!一
般用于分析溶液试样(电火花光源是原子发射光谱中常用光源
之一!具有强激发和强电离能力!有利于对难激发元素分析
<4=
!
且具有放电稳定!重现性好!激发谱线自吸收小等优点# 上述
A
种光源!电火花光源对样品检测优点突出!但由于硬件结构限
制!放电频率一般固定!或者只选择两三种!无法针对不同材料
样品灵活调整!因而检测精度难以提高# 为解决问题!开发一种
频率连续可调的电火花光源激发系统已经成为一种必然# 本文
提出的数字式火花激发光源可实现激发频率连续可调!扩大了
检测样品的范围! 与传统火花激发光源相比检测精度更高!而
且具有功耗低%稳定性等特点#
!
系统总体设计
数字式火花激发光源系统框图如图
3
所示#
系统 采用模块化设计!由激发 控制 电 路 %整 流逆变电 路%
高压点火电路%氩气控制电路等组成# 其中!控制电路通过接
收上位机发出的控制信 号 !控 制 各 电 路 模 块 正 常 工 作 ( 整 流
逆变电路将输入电压经 过 逆 变 %升 压 %整流后 得 到
C660*?
!
供高 压点火电路和脉冲形 成网络使用(高 压点火电 路采用高
能预燃技术产生
3C D0
电压 将分析间隙电离!在样品 和分 析
间隙之间形成一个供 脉冲 形成网络放电的 通道(氩 气控制 电
路控制氩气冲洗!在 分 析 间 隙 间 形 成 氩 气保护气 氛 (脉 冲 形
成网络在放电通道形成 后 激 发 样 品 !产 生 火 花 (阻 尼二极 管
可防止点火期间
3C D0
高压脉冲反串!对电 路起保 护作用 #
系统运行分为冲洗%预燃和曝光
4
个阶段# 冲洗阶段!操
作者通过上位机发出冲 洗 指 令 控 制 氩 气 冲 洗 样品表 面 并 在
分析间隙内形成 氩气 控制氛围# 预 燃阶段 !待氩气控 制氛围
形成后!发出 预燃信号!整流逆变电 路 将输入
BA 0
直流电 逆
变为交流电!经 升 压 整 流 后 得 到
C66 0
直 流 电 !再 经 点 火 电
路二次 升 压 %整 流 !最 终 输 出
3C E0
高压脉冲到达分析间隙
电离待测样品表面# 曝光阶段!当待测样 品表面 被电离 后!脉
基于
"#$%&
数字式火花激发光源控制系统设计
吴亚平!于力革
"江南大学 物联网工程学院!江苏 无锡
B3A3BB
#
摘要!针对传统火花激发光源系统激发频率固定的问题!提出了一种频率可调数字式火花激发光源控制系统$ 系统
以
FGHIBJ3K4
芯片为控制核心!利用片内定时器调节输出脉冲占空比%频率!设计了全桥逆变及其驱动电路$ 实验
表明该系统具有控制脉冲输出稳定%激发频率连续可调等优点!有一定推广价值$
关键词!火花激发光源&
@LH
&
FGH4BJ364
&驱动信号
中图分类号!
G586M
文献标识码!
N
文章编号
! 378A!7BI7
&
BK37
'
3IO6347O6A
'()*+, -. /*+*012 )3145 2*+607)-849( 9 - , 04-2 ):)0(; <1)(/ -, "#$%=
LP QROS)(-T QP U)O-+
V!"#$%$&$' () *+$,(-.%"/ 0"/%"++-%"/1 2%3"/"3" 4"%5+-#%$617&8% B3A3BB T9:%"3
'
><)04190? ?'(,)W+&)(- X)Y+Z +Y[)%R%)'( X&+\:+([] S&'^"+_ )( %&RW)%)'(R" ,SR&E ")-`%O,':&[+ ,],%+_T R Z)-)%R" ,SR&E ")-`%O,':&[+
,],%+_ ), S&+,+(%+Za P,)(- FGHIBJ36I R, %`+ ['&+ [`)ST %`+ X:"" b&)W-+ )(c+&%+& [)&[:)% R(W %`+ ['&&+,S'(W)(- W&)c)(- [)&[:)%
d+&+ Z+,)-(+Z1 eYS+&)_+(%R" &+,:"%, `R c+ ,`'d( %`R %T %`+ ,],%+_ `R, RZcR(%R-+, 'X ['(%&'"")(- %`+ S:",+ ':%S:% ,%Rb)")%] R(Z
X&+\:+([] ['(%)(:':, RZf:,%Rb"#T R(Z `R, ,'_# S &'_ '%)'(R" cR":#a
@(: A-4/)? ,SR&E ")-`%O,':&[#
&
@LH
&
FGHIBJ36I
&
Z&)c)(- ,)-(R"
收稿日期!
B63CO68OB3
稿件编号!
B63C683/g
作者简介! 吴亚平
!3MM6
'
"
!男!江苏高邮人!硕士研究生$ 研究方向(控制工程及应用$
图
3
数字式火花激发光源系统框图
!3I7!