專利名稱：用于氣體發(fā)射光譜儀的改進(jìn)樣品室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分析氣流以檢測和定量確定連續(xù)流動狀態(tài)下的混合氣體氣流中預(yù)定氣體雜質(zhì)濃度的氣體發(fā)射光譜儀。具體地說，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的放電管，該放電管中包括一個或多個氣體發(fā)射光譜儀樣品室，其特征是具有一組分析點(diǎn)，本發(fā)明還涉及同時對一組選定的雜質(zhì)進(jìn)行分析的方法。
在大規(guī)模集成電路的制造中需要供給超高純度的惰性氣體，特別是氬氣。半導(dǎo)體制造者利用市售的凈化器除去氬氣流中的雜質(zhì)使之濃度小于10ppb。利用這些凈化器除去的一些非常重要的雜質(zhì)包括O2、H2O、CO、H2、CO2、CH4、N2。不間斷地監(jiān)測連續(xù)流動狀態(tài)下的惰性氣體流以確保氣體流純度始終滿足其嚴(yán)格規(guī)定是必須做到的。
目前不間斷地監(jiān)測高純度氬氣流中低濃度值氮?dú)獾奈ㄒ环椒ㄊ前l(fā)射光譜術(shù)。在發(fā)射光譜儀中，氣體通過氣體放電被激發(fā)，產(chǎn)生氣體流中各種氣體的特征發(fā)射光譜線。然后分離和分析氮?dú)獾陌l(fā)射光譜線，以測量其強(qiáng)度，進(jìn)而確定它的濃度。
現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)射光譜儀采用一根其中延伸有兩個電極的絕緣耐熱玻璃管，在兩個電極上施加足夠高電壓的交變電場以引起放電。氣體樣品在連續(xù)流動狀態(tài)下輸入這個管中，并在放電中通過吸收能量而被激發(fā)。當(dāng)氣體分子從躍遷能級下降到低能級時發(fā)射出輻射能。這種發(fā)射光譜的波長對于通過吸收和釋放能量激發(fā)的氣體成分是特征性的。濾掉不想要的波長，就能夠測定氣體流中任何氣體的發(fā)射強(qiáng)度。在氬氣流中，雜質(zhì)氣體，如氮?dú)獾臐舛瓤梢酝ㄟ^以光學(xué)方式分離出最強(qiáng)的特征波長的光，對于氮?dú)鈦碚f為337.1nm，并將分離出的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號測得。
在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射光譜儀中，利用一個機(jī)械旋轉(zhuǎn)輪，有時俗稱“斬波器”，將從放電源產(chǎn)生的輻射輸出信號進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生一個交變信號。該斬波器，其用于調(diào)制從放電管輸出的光學(xué)信號，產(chǎn)生所需的調(diào)制頻率，例如510Hz。然后將經(jīng)過調(diào)制的信號濾波，以分離出337.1nm的發(fā)射線，該發(fā)射線是在調(diào)制頻率下利用信號電路進(jìn)行檢測的，所說電路包括一個調(diào)諧放大器以有選擇地放大51OHz調(diào)制的頻率信號和排除其它頻率的信號。在發(fā)射光譜儀中早已經(jīng)開始使用斬波器調(diào)制無聲(silent)放電管的光輸出信號。在發(fā)射光譜學(xué)中關(guān)于斬波器的功能和需要詳細(xì)記載在美國專利US-3032654中(1962年5月1日授權(quán))。
在美國專利US-5412467(1995年5月2日)中詳細(xì)記載了發(fā)射光譜儀的另一種工作方式。根據(jù)該專利的說明書，發(fā)現(xiàn)完全可以不使用“斬波器”和利用其功能，而在這之前似乎斬波器對于發(fā)射光譜儀是必不可少的。取而代之的是，通過控制高壓變壓器的輸入頻率對放電源的發(fā)射輻射進(jìn)行調(diào)制，并將其轉(zhuǎn)換成調(diào)制電信號，在以施加于放電源兩端的交變電壓源的激發(fā)頻率的基本兩倍的頻率為中心的一個窄頻范圍內(nèi)進(jìn)行放大。據(jù)報告，這樣將對氣體樣品中任何氣體雜質(zhì)的檢測靈敏度提高了一個量級。特別是利用這種技術(shù)使得對于氬氣樣品中氮?dú)獾臋z測范圍據(jù)說已經(jīng)擴(kuò)展到低于20ppb。
在美國專利US-5412467中公開的這種使用發(fā)射光譜法分析低于20ppb濃度水平的連續(xù)流動氣流的方法包括以下步驟引導(dǎo)氣流樣品通過一個放電源；以預(yù)先選定的激發(fā)頻率在所說放電源兩端施加一個交變電壓，使所說交變電壓的峰值電壓足以維持放電，和從所說氣流中產(chǎn)生寬輻射頻譜的發(fā)射光譜；將所說輻射光譜進(jìn)行濾光以形成對應(yīng)于待分析的預(yù)先選定的氣體或蒸汽雜質(zhì)的較強(qiáng)發(fā)射波長的具有較窄發(fā)射頻寬的光信號；將所說光信號轉(zhuǎn)換成電信號；在以所說激發(fā)頻率基本兩倍的頻率為中心的一個窄頻率范圍內(nèi)有選擇地放大所說電信號；和分析所說的有選擇地放大的電信號以確定被分析氣體或蒸汽的濃度值。
其中還公開了利用這種方法的一種改進(jìn)的氣體發(fā)射光譜儀，該光譜儀包括一個無聲放電源；用于以預(yù)定流率使氣體樣品通過所說放電源的裝置；用于在所說無聲放電管兩端施加預(yù)定激發(fā)頻率和足夠高峰值電壓的交變電壓源的電源裝置，其具有足夠高的峰值電壓以維持放電和從所說氣流中產(chǎn)生寬輻射光譜的發(fā)射輻射；用于將所說輻射光譜濾光以形成具有對應(yīng)于所說氣體樣品中待檢測預(yù)定氣體雜質(zhì)的較強(qiáng)發(fā)射波長的窄輻射發(fā)射帶寬的光信號；用于將所說光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號的裝置和用于在以基本兩倍于激發(fā)頻率的頻率為中心的窄頻率范圍內(nèi)有選擇地放大所說電信號的模擬放大器，從而將對所說氣體雜質(zhì)的檢測靈敏度提高到低于20ppb的最小檢測值(MDL)。
過去的氣體發(fā)射光譜儀，例如在美國專利US-3032654中所述的，是設(shè)計用于分析在樣品氣體如氬氣中的單一雜質(zhì)如氮?dú)?。因此，僅僅需要一個分析管和一個光電倍增管探測器。這種分析管通常是堅固而且相對比較容易裝配的，因?yàn)樗怯铆h(huán)氧樹脂膠粘在一起的厚平板玻璃和隔離物構(gòu)成的。平板玻璃和隔離物的厚度使得電極之間間隙相對較寬，達(dá)到9/16英寸。但是，電極間隙在確定引發(fā)樣品氣體流中的等離子體放電所需電壓時是一個關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)間隙為9/16英寸時，大約需要7000VAC電壓以維持等離子體放電，即使是在一種容易激發(fā)的樣品如氬氣中也是如此。為了能夠長時間地施加這樣一個電壓，需要一個大的、笨重的變壓器。此外，在按照常規(guī)技術(shù)構(gòu)成這種分析管時，一般用環(huán)氧樹脂密封接點(diǎn)和接縫；但是采用環(huán)氧樹脂，漏氣和空氣進(jìn)入樣品室都會降低樣品氣體純度。
因此，需要開發(fā)出一種改進(jìn)的分析管和分析方法以檢測連續(xù)流動狀態(tài)下的混合氣體氣流中的多種選定雜質(zhì)，特別是應(yīng)用一種結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行多種分析，而不需要使分析設(shè)備變得復(fù)雜和使設(shè)備的總體積增大。
現(xiàn)在，已經(jīng)研究出一種改進(jìn)的用于分析氣流中多種選定氣體雜質(zhì)的氣體發(fā)射光譜方法。此外，也已經(jīng)開發(fā)出一種用于氣體發(fā)射光譜儀的改進(jìn)的放電管，從而能夠?qū)崿F(xiàn)同時分析多種氣體或蒸汽雜質(zhì)。
優(yōu)選的放電管是基于H.Fay在美國專利US-2943223中所教導(dǎo)的原理構(gòu)成的“無聲放電管”，該專利以引用方式結(jié)合在本申請中。一般來說，一個典型的放電分析管是由一根硼硅酸耐熱玻璃管構(gòu)成的，其在一根芯棒兩端展平形成矩形結(jié)構(gòu)，電極固定在該結(jié)構(gòu)平整的一側(cè)上。電極與一個輸入電源相連，該電源包括一個高壓電離變壓器和一個可變頻率振蕩器。如Malczewski等人在美國專利US-5412467中所述的，該專利的內(nèi)容以引用方式結(jié)合在本申請中，從常規(guī)交流線電源傳輸?shù)腅.G.120伏60Hz的線電壓施加到輸入電源的可變頻率振蕩器。可變頻率振蕩器可以是任何常規(guī)結(jié)構(gòu)的，只要能夠調(diào)整施加到放電管的電源輸出頻率(下文中稱之為“激發(fā)頻率”)即可。激發(fā)頻率可以相對于交流線電源頻率從1∶1的比率調(diào)整到任何所需的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)。高壓電離變壓器(transfer)的結(jié)構(gòu)也是常規(guī)的，其將輸入電源的輸出電壓逐步提高到維持放電分析管中電極之間放電所需電壓。維持放電所需電壓一般為數(shù)千伏的量級。所以，電離變壓器必須能夠?qū)?20伏的線電壓放大許多倍例如60倍以提供一般為7200伏的輸入電壓。
分析管具有一個輸入口和一個輸出口，以使氣體樣品以受控流率通過分析管?？梢允褂靡粋€可調(diào)節(jié)閥將從氣源分流進(jìn)入分析管的樣品氣體的壓力和流率調(diào)節(jié)為大氣壓下更佳的流率范圍，通常為1-4SCFH。利用本發(fā)明的方法可以在分析管中分析連續(xù)流動狀態(tài)下的任何氣體成分，只要它具有能夠用發(fā)射光譜儀檢測的特征發(fā)射光譜即可。
待分析氣體雜質(zhì)的發(fā)射譜線是使用一個濾光器分離出的。所以濾光器必須具有非常窄的帶通以消除從無聲放電源發(fā)射的寬頻帶光譜。例如，為了檢測氬氣樣品中含有的氮?dú)?，需檢測的發(fā)射光譜為337.1nm。
從濾光器輸出的分離光信號使用常規(guī)結(jié)構(gòu)的光電倍增管轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出電信號。光電倍增管在待檢測雜質(zhì)氣體的特征發(fā)射譜線附近應(yīng)當(dāng)具有最大頻譜響應(yīng)。
從光電倍增管輸出的電信號可以傳送到任何常規(guī)結(jié)構(gòu)的模擬放大器中，該模擬放大器能夠在以，根據(jù)本發(fā)明，大約為輸入電源的激發(fā)頻率兩倍的頻率為中心的一個窄頻寬范圍內(nèi)有選擇地放大輸入的信號。該模擬放大器可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)的“同步”放大器，這種放大器對頻率對應(yīng)于設(shè)定為激發(fā)頻率兩倍的一個可調(diào)基準(zhǔn)頻率信號的信號進(jìn)行放大，或者是一個“調(diào)諧放大器”，它可以選擇出非常窄頻帶的電信號，對于本發(fā)明來說，該頻帶大約等于輸入電源激發(fā)頻率的兩倍。常規(guī)的“調(diào)諧放大器”結(jié)構(gòu)包括一個或多個運(yùn)算放大器，其最大響應(yīng)頻帶的中心或“調(diào)諧點(diǎn)”等于輸入電源激發(fā)頻率的兩倍。因此，模擬放大器僅僅對頻率大約為輸入電源激發(fā)頻率兩倍的信號進(jìn)行放大。光電倍增管和模擬放大器分別由獨(dú)立的直流電源供電。
模擬放大器的輸出信號經(jīng)過整流變?yōu)橹绷餍盘?，該信號指示出氣體雜質(zhì)的濃度值，以顯示在監(jiān)視器上和/或驅(qū)動一個記錄器，該記錄器可以是為進(jìn)行特定雜質(zhì)分析標(biāo)定過的。
放電管輸出的光信號經(jīng)過濾光，并轉(zhuǎn)換成電信號，電信號由一個模擬放大器放大，所說放大是對頻率基本為輸入電源激發(fā)頻率兩倍的信號有選擇地進(jìn)行的。雖然可以使用任何激發(fā)頻率，但是可取的是采用255Hz或更大激發(fā)頻率的電源。這樣可以提高檢測氣體樣品中雜質(zhì)存在與否的靈敏度。
通過改變?yōu)V光器所選擇的波長，本發(fā)明的光譜儀可以分析任何具有在UV或可見光頻譜范圍內(nèi)的發(fā)射光譜線的雜質(zhì)。例如，將光波長從337.1nm改變?yōu)?08.0nm就能夠分析水蒸氣，將波長改變?yōu)?30.0nm，就可以分析甲烷。此外，可以使用除氬氣以外的其它氣體作為本底氣體進(jìn)行分析。放電管的工作壓力和幾何結(jié)構(gòu)有利于對具有較低電離電勢的混合氣體成分進(jìn)行激發(fā)。可以在氬氣中分析氮?dú)猓且驗(yàn)榈獨(dú)庀鄬τ跉鍤饩哂邢鄬^低的電離電勢。所以，可以使用任何具有比雜質(zhì)氣體或水蒸氣高的電離電勢的氣體作為本底氣體。因此，可以很容易地對在除氬氣以外的其它本底氣體如氦氣、氖氣和氪氣以及它們的混合氣體中的下列雜質(zhì)氣體的存在與否進(jìn)行分析，所說雜質(zhì)氣體選自以下組中氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、氫氣和水?br>
在如美國專利US-5412467中所述的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案中，在無聲放電管的特定端(分析點(diǎn))分析發(fā)射的輻射以測量特定氣體雜質(zhì)的濃度。放電管的相反一端也同時用作分析點(diǎn)，分析第二種氣體雜質(zhì)的發(fā)射光譜，其分析過程與在放電管第一分析點(diǎn)進(jìn)行的分析無關(guān)。如果第二種氣體雜質(zhì)為濕氣，而選擇第一濾光器用于分析氮?dú)饣蚣淄椋瑒t所使用的第二濾光器的工作波長相應(yīng)于第二種氣體雜質(zhì)，例如該波長為380nm。使用第二光電倍增管和模擬放大器重復(fù)第一光電倍增管和模擬放大器的功能以與分析第一種氣體雜質(zhì)同時分析和測量第二種氣體雜質(zhì)的濃度。對于每種氣體的分析操作是彼此獨(dú)立和互不干擾的。這種技術(shù)方案與使用例如一個分光器根據(jù)同一發(fā)射輻射譜分析兩種氣體雜質(zhì)的方案是有區(qū)別的。但是，通常的放電分析管的幾何結(jié)構(gòu)限制了分別在放電管兩端的分析點(diǎn)同時分析兩種雜質(zhì)的能力。
現(xiàn)在，已經(jīng)開發(fā)出利用氣體發(fā)射光譜術(shù)分析連續(xù)流動氣體流的改進(jìn)方法，從而能夠在低濃度情況下檢測在氣體流中三種或更多種氣體或水蒸氣雜質(zhì)的存在。根據(jù)本發(fā)明的方法，氣體流樣品直接通過包含一個或多個樣品室的放電分析管，所說的分析管具有三個或更多個分析點(diǎn)，在這些分析點(diǎn)產(chǎn)生氣體流的發(fā)射輻射，所說一個或多個樣品室設(shè)置在放電源內(nèi)，在所說放電源兩端施加交變電壓以使所說氣體流產(chǎn)生寬頻譜發(fā)射輻射；同時在多個分析點(diǎn)分析發(fā)射輻射光譜，以測定所分析的各種氣體或蒸汽的濃度。
本發(fā)明還涉及一種用于氣體發(fā)射光譜儀中的改進(jìn)的放電分析管，這種分析管可以分析和測量連續(xù)流動狀態(tài)的氣體流中多種氣體或蒸汽雜質(zhì)的低濃度。這種放電分析管包括一個或多個樣品室，并具有三個或多個分析點(diǎn)，在這些分析點(diǎn)可以分析由于在所說的一個或多個樣品室兩端施加交變電壓而產(chǎn)生的發(fā)射輻射。
為了更好地理解本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)參閱以下結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，在附圖中相同的部分用相同的參照標(biāo)號表示，在這些附圖中
圖1為一個放電分析管的透視圖，其中樣品氣體被分入具有四個分析點(diǎn)的兩個平行的樣品室中，每個分析點(diǎn)分別位于各個樣品室的一端。
圖2為一個放電分析管的另一個實(shí)施例的透視圖，其中一個圓形的樣品室周圍沿其圓周邊沿具有多個分析點(diǎn)。
圖3為一個放電分析管的透視圖，其中一種樣品氣體串聯(lián)通過具有四個分析點(diǎn)的兩個樣品室，每個分析點(diǎn)分別位于各個樣品室的一端。
圖4為發(fā)射光譜儀中分析管設(shè)置結(jié)構(gòu)的示意框圖，其中樣品氣體通過兩個獨(dú)立的放電分析管以實(shí)現(xiàn)對氣體流中多種雜質(zhì)的同時分析，而且必須將一種待分析雜質(zhì)變換到另一種待分析雜質(zhì)以便通過計算差值進(jìn)行檢測和測量。
圖1所示為一種放電分析管的優(yōu)選實(shí)施例。該分析管10包括一個輸入口12和一個輸出口14，以使氣體樣品以受控流率通過分析管10?？梢杂脦в幸粋€可調(diào)節(jié)閥(未示出)的氣源歧管調(diào)節(jié)進(jìn)入分析管的樣品氣體的壓力和流率以滿足所需的流率和壓力要求。在分析管中可以對任何連續(xù)流動狀態(tài)的氣體成分進(jìn)行分析，只要它具有可由發(fā)射光譜儀檢測的特征發(fā)射光譜即可。
在工作狀態(tài)，氣體從輸入口12進(jìn)入分析管，并在導(dǎo)管28中分成兩路。分開的兩股氣流前行通過兩個平行的樣品室24和26。電源施加維持安裝在各個樣品室兩側(cè)的電極(未示出)之間放電所需的電壓。在位于平行樣品室兩端的每一個分析點(diǎn)16、18、20和22分析氣體樣品產(chǎn)生的發(fā)射輻射。在各個分析點(diǎn)應(yīng)用一個不同的濾光器以分離出待分析氣體雜質(zhì)的發(fā)射譜線。因此，可以同時分析四種氣體雜質(zhì)中每一種的濃度，而與對其它氣體雜質(zhì)的發(fā)射輻射的分析無關(guān)。光電倍增管和模擬放大器可以安裝在各個分析點(diǎn)處以實(shí)現(xiàn)同時、獨(dú)立、無干擾的分析。
圖2表示本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例，其中分析管40具有輸入口42和輸出口44，以使氣體樣品通過包括背板50和前板52的一個圓形樣品室40。樣品室46的優(yōu)點(diǎn)在于具有多個全部沿其圓周邊沿48排列的分析點(diǎn)，在這些分析點(diǎn)周圍可以設(shè)置多個光電倍增管探測器。此外，可以很容易地全部用石英材料制作，完全熔接在一起，不需要用環(huán)氧樹脂密封。這種結(jié)構(gòu)大大提高了分析管的整體性，并且還能適用于分析腐蝕性氣體，而采用其它結(jié)構(gòu)這些腐蝕性氣體會侵蝕環(huán)氧樹脂密封。
圖3表示了本發(fā)明的另一個實(shí)施例。分析管60具有一個輸入口61和一個輸出口62，用于使氣體樣品以受控流率通過分析管60。可以使用帶有一個可調(diào)節(jié)閥(未示出)的一個氣源歧管調(diào)節(jié)進(jìn)入分析管的樣品氣體的壓力和流率以滿足所需的流率和壓力。利用這種分析管可以分析任何連續(xù)流動狀態(tài)的氣體成分，只要它具有可用發(fā)射光譜儀檢測的特征發(fā)射光譜。
在工作過程中，氣體通過輸入口61流入分析管，并前行依次通過串聯(lián)的樣品室64和66。一個電源施加維持安裝在各個樣品室兩側(cè)上的電極(未示出)之間的放電所需的電壓。在位于各個樣品室端部的多個分析點(diǎn)66、68、70和72分析氣體樣品的發(fā)射輻射。在各個分析點(diǎn)應(yīng)用一個不同的濾光器以分離出待分析氣體雜質(zhì)的發(fā)射譜線。因此，可以同時分析四種氣體雜質(zhì)中每一種的濃度，而與對其它氣體雜質(zhì)的發(fā)射輻射的分析無關(guān)。光電倍增管和模擬放大器可以安裝在各個分析點(diǎn)處以實(shí)現(xiàn)同時、獨(dú)立，無干擾的分析。
在圖4中，表示氣體樣品通過兩個獨(dú)立的分析室90和92的一種方案。光電倍增管探測器94、96、98、和100設(shè)置在位于各個分析室端部的各個分析點(diǎn)處，以實(shí)現(xiàn)同時、獨(dú)立、無干擾的分析。在這種情況下，不是使同一樣品依次通過每個分析室，而是使獨(dú)立的氣體樣品分別通過各個分析室90和92。這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于，可以將一種待分析雜質(zhì)轉(zhuǎn)換成另一種待分析雜質(zhì)，以進(jìn)行檢測和測量。舉例來說，氫氣可能是一種需要分析的雜質(zhì)，但是無法利用這種分析技術(shù)直接進(jìn)行測量。然而，如果首先將氫氣轉(zhuǎn)換成水，就可以對其進(jìn)行測量。這種轉(zhuǎn)換可以利用常規(guī)的轉(zhuǎn)換催化劑來完成。但是，如果在氣體流中還含有濕氣雜質(zhì)，則這種方法有些復(fù)雜，這種轉(zhuǎn)換技術(shù)使得分析結(jié)果只能表示氫氣和濕氣成分之和。
過去的技術(shù)交替開關(guān)，使樣品氣體首先通過轉(zhuǎn)換催化劑，然后繞過轉(zhuǎn)換催化劑；首先測量轉(zhuǎn)換成水的氫氣和已經(jīng)存在的濕氣，然后讓樣品氣體繞過轉(zhuǎn)換催化劑僅僅測量濕氣。于是利用差值測定氣體樣品中的氫氣含量。但是，利用這種過去的方法，不能提供同時測量，因而利用差值確定氫氣含量不是嚴(yán)格精確和正確的。此外，在繞過催化劑轉(zhuǎn)換器的時間里，沒有樣品流過催化劑，這會使分析儀的響應(yīng)時間特性變差。
使用本發(fā)明的設(shè)置方案，一股氣體流直接進(jìn)入第一分析室92，在這里，利用設(shè)置在位于分析室92端部的各個分析點(diǎn)的光電倍增管探測器94和96分析和測量例如水和氮?dú)?。讓另一股樣品氣體流通過催化劑燃燒器102，該燃燒器將氣體中的氫氣成分與氧氣結(jié)合以將其轉(zhuǎn)變成水，然后使該氣體流通過分析室90，利用一個光電倍增器探測器98檢測和測量總的水含量，同時利用另一個光電倍增管100分析其它雜質(zhì)。然后利用差值可以準(zhǔn)確地計算出氣流中實(shí)際的氫氣含量。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，參照本說明書顯然可以想到或可以實(shí)現(xiàn)所公開實(shí)施例的各種其它改進(jìn)，以及本發(fā)明的其它實(shí)施例，本發(fā)明的構(gòu)思和范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1．使用氣體發(fā)射光譜儀分析連續(xù)流動氣體流以檢測氣體流中低濃度的多種氣體或蒸汽雜質(zhì)的一種方法，該方法包括以下步驟使氣體流樣品通過具有多個分析點(diǎn)的一個或多個放電分析管；在放電源兩端施加交變電壓，放電分析管設(shè)置在所說放電源中，以使所說氣體流產(chǎn)生寬頻譜發(fā)射輻射；在所說多個分析點(diǎn)分析發(fā)射輻射以確定所分析的多種氣體或蒸汽的濃度。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在多個分析點(diǎn)分析發(fā)射輻射以確定所分析的多種氣體或蒸汽的濃度的步驟是在各個分析點(diǎn)同時進(jìn)行的。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說放電分析管包括兩個或多個樣品室，所說氣流按照平行流徑通過各個樣品室。
4．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說氣體流樣品通過兩個放電分析管，所說放電分析管包括多個獨(dú)立的樣品室，氣體流按照平行流徑通過各個樣品室。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所說氣體流樣品通過一個轉(zhuǎn)換器以便在所說樣品通過多個獨(dú)立的樣品室之一之前將一種待分析氣體或蒸汽轉(zhuǎn)換成另一種待分析氣體或蒸汽。
6．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說放電分析管包括兩個或多個樣品室，所說氣流沿串聯(lián)流徑通過各個樣品室。
7．用于氣體發(fā)射光譜儀的一種放電管，該放電管用于分析和測量氣體流的多種低濃度雜質(zhì)，所說放電管包括多個分析點(diǎn)，在這些分析點(diǎn)對通過在所說放電分析管兩端施加交變電壓而產(chǎn)生的發(fā)射輻射進(jìn)行分析和測量。
8．如權(quán)利要求7所述的放電管，其特征在于它包括兩個或多個樣品室，氣體流可以沿多條平行流徑通過各個樣品室。
9．如權(quán)利要求7所述的放電管，其特征在于它包括兩個或多個樣品室，氣體流可以沿一條串聯(lián)流徑通過各個樣品室。
10．如權(quán)利要求7所述的放電管，其特征在于它包括一個圓形樣品室，在樣品室周圍具有多個分析點(diǎn)。
全文摘要
本申請公開了用于氣體發(fā)射光譜儀的一種放電管和用于分析和測量連續(xù)流動狀態(tài)的氣體流中多種低濃度氣體/蒸汽雜質(zhì)的方法。放電管包括多個分析點(diǎn),在這些分析點(diǎn)可以分析和測量由于在放電管兩端施加交變電壓而產(chǎn)生的發(fā)射輻射。
文檔編號G01N21/67GK1233753SQ99102478
公開日1999年11月3日 申請日期1999年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月6日
發(fā)明者J·韋格濟(jì), M·L·馬爾切夫斯基 申請人:普拉塞爾技術(shù)有限公司