应用于光谱仪的等离子体源和光谱仪的制作方法

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1.本发明涉及一种用于光谱仪的等离子体源，特别是用于产生应用于质谱(icp-ms)或光学发射光谱(icp-oes)的电感耦合等离子体(icp)的源。

背景技术：

2.在使用电感耦合等离子体的光谱装置(例如icp-ms或icp-oes)中，借助于高频电磁场产生等离子体。等离子体由惰性气流供给，通常将氩气用于惰性气流。为此，在现有技术中，设有管道状等离子体炬，在此等离子体炬中将稀有气体导引至高频线圈。由于高频线圈产生的电磁场与稀有气体相互作用，稀有气体被加热至5000k或更高的温度，且此稀有气体转变为等离子体状态。通过高压放电将等离子体点燃，从而产生带电粒子。在等离子体炬内部设有样品进线，样品可以以气溶胶或气态形式存在。将样品成分在等离子体中汽化、分解成原子成分、电离，随后输往光谱仪进行进一步分析。
3.尽管等离子体炬必须使用耐高温材料，但高温会增加等离子体炬的磨损。在等离子体炬的紧邻等离子的区域内，磨损的增加尤为明显。相应地，现有技术中提出用于冷却等离子体炬的冷却方案，借此延长等离子体炬的使用寿命。
4.根据us 2018/0332697a1中的方案，等离子体炬内部的惰性气流的一部分不用于产生等离子体，而是用于冷却等离子体炬。这部分惰性气流在等离子体炬内部流动并吸收其热量。用于冷却的惰性气流并不主要转变为等离子体，而是围绕等离子体流动并且从等离子体炬逸出，且相应地富含等离子体炬中的热量。
5.这样就排除在等离子体内部除了稀有气体和样品成分之外，有另一物质(例如等离子体炬表面的物质)被电离并削弱后续分析的可能性。这同样也增加了稀有气体的消耗。这一点在使用氩气作为稀有气体的情况下尤为不利，因为由于氩气的热容较小，需要较大的氩气流量来进行冷却。同样地，特别是在通常采用的借助于气瓶的供应和气瓶的更换方面，以及在氩气作为冷却气体的成本方面，用于分析且额外用于冷却的氩气会产生进一步的问题。
6.us 5,066,125揭示过一种用于在使用等离子体炬后去除等离子体炬管道上的沉积物或冷凝物的装置。为此，通过分配管道导引气流从等离子体炬管道旁边经过。这个气流可以为管道输送热量以去除冷凝物，或者也可以抽走热量。

技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明目的是，特别是在冷却等离子体炬所需的气体(冷却气体)的消耗方面改进等离子体炬的冷却效率。
8.针对一种应用于光谱仪的等离子体源，包括具有至少一个管道的等离子体炬，所述管道具有供给区域、电离区域和出口区域，在所述供给区域内将第一气流供给至所述管道，在所述电离区域内通过围绕所述管道布置的线圈将能量以感应方式输入所述气流，其中所述能量至少部分地使所述气流电离并且将等离子体点燃，带有所述等离子体的所述气
流从所述出口区域排出，本发明提出，所述等离子体源具有用于冷却气流的冷却气体导引装置，其中所述冷却气体导引装置在所述冷却气体入口与所述冷却气体出口之间的管道外侧具有冷却段，所述冷却气体在所述冷却段中横向于所述第一气流的方向在外部围绕所述管道流动。
9.在冷却气体导引装置中导引冷却气体的优点在于，等离子体炬的冷却或热量吸收由单独的第二气流实施。冷却气体的绝大部分或全部以与在管道中流动的第一气流的交叉流的形式流动。这个冷却气流吸收了至少部分且优选大部分的热量，因此，可以减少管道内的第一气流，因为热量被冷却气体运走。由此，第一气体的消耗减少，该第一气体同时也是用来形成等离子体的气体。本发明以这种方式达成上述目的。第一气体的体积消耗减少。第一气体的冷却功能优选不应被完全替代。由于部分地承担热运输功能，第一气体的体积流量应以30至 70％的范围减少、优选以40至60％的范围减少，特别优选减少50％。这使得在用于第一气流的气体储存在容器中的情况下，更换间隔更长。这有助于更高效地使用等离子体源。当然，本发明的实施方式中的冷却气体不完全承担管道的冷却功能，等离子体炬也将一部分热量释放至第一气流的气体中。其优点在于，管道不会很快被污染，因而等离子体炬的常规功能不会丧失。此外，显然地，从等离子体传递至等离子体炬的热量的一部分在等离子体炬内部且特别是在管道内部以传导的方式传播。这样就能吸收在冷却气体导引装置的冷却段中围绕管道流动的冷却气体的热量，并且将其从管道运走。因此，管道的壁厚特别是可以为0.5至2mm，优选1mm。替代地，可以将壁厚与直径的比例规定为1:20。冷却段围绕管道的出口区域延伸，从而产生另一优点，即特别是该区域被冷却气体直接冷却。等离子体同样在出口区域内从管道排出，因此，特别是在该处因等离子体的辐射热预计会对管道形成强烈的热负荷，并且通过冷却气体，视情况还通过第一气流进行冷却。
10.根据本发明的一种技术方案，所述第一气流包括稀有气体。在本发明的另一技术方案中，所述稀有气体为氩气。等离子体可以借助于电磁场优选由稀有气体并且特别地由氩气产生。此外，这个实施方式是有利的，因为光谱仪的分析方法适用于氩气作为等离子体的气体的应用。
11.在本发明的一种实施方式中，所述管道向下游延伸超过所述冷却气体导引装置。这样就产生第一气体的流出不受冷却气体导引装置影响的优点。这一点有利地有助于等离子体的稳定性。
12.根据本发明的一种改进方案，所述管道在其出口区域处上釉。通过为管道的出口区域上釉，管道的表面扩大，从而使得与第一气体和/或冷却气体的热交换得到改进。可以在管道的内周和/或外周上上釉。此外，出口区域上釉是有利的，因为进入管道的热输入预计在该处达到最大值。
13.在本发明的一种技术方案中，所述管道在其出口区域处可以具有黑涂层。黑涂层有利地加速了管道的热量释放，从而使得管道高效地冷却。
14.根据本发明的一种改进方案，所述管道具有冷却结构。通过管道上的冷却结构，可以进一步改进对冷却气体和/或第一气体的热量释放。冷却结构可以具有不同的形状，例如充当散热片、冷却盘管等，或者具有不同形状的组合。
15.在一种技术方案中，在所述管道内可以布置有第二管道，且所述第一气流的气体在所述第二管道和所述第一管道内流动。等离子体基本上可以由在第二管道中流动的第一
气流的分量供给，并且在第二管道的外侧与第一管道的内侧之间流动的第一气流的分量基本上用于冷却第一管道和第二管道，并且用于稳定等离子体。
16.在一种改进方案中，在所述第二管道内可以布置有第三管道，气态分析物或由雾化分析物和载气组成的气溶胶流过所述第三管道。设置用于输送分析物或样品的第三管道的优点在于，通过第一气体的流动稳定地设定的等离子体在输送分析物期间同样保持稳定。此外，通过第一管道、第二管道和第三管道的同心布置，可以有利地确保将分析物输往等离子体最热的部分，从而改善分析物的电离。
17.根据本发明的一种技术方案，所述第一气流的气体形成所述雾化分析物的载气。其优点在于，添加或未添加分析物的第一气体的流量可以保持基本恒定或保持不变。这一点有利地有助于等离子体的稳定性。
18.在本发明的一种改进方案中，所述第一气流在等离子体炬的区域内通过所述管道与冷却气流在空间上隔开。这有利地确保了至少部分电离并在用于光谱仪时进入进一步分析的所述第一气体不被可能具有不同的组成的冷却气体污染。这样就只有电离的分析物和第一气流的电离气体用于分析。
19.相应的管道可以为石英管。石英管的设置较为有利，因为石英管在电磁上基本上为惰性的，因此，不会与线圈的电磁场相互作用。此外，石英的耐热温度范围较大，从而减少了因热引起的管道磨损。替代地，可以采用陶瓷制成的管道。
20.根据另一技术方案，所述线圈可以被嵌入冷却气体导引装置。线圈被嵌入冷却气体导引装置，借此，相对于等离子体炬定位线圈。其优点在于，在更换等离子体炬或管道之后，预计可以不变地激发第一气流并且不变地形成等离子体。此外，线圈的嵌入降低了在对等离子体源进行维护时，线圈受损或发生空间移位的风险。线圈可以被浇注进冷却气体导引装置。
21.根据本发明的一种改进方案，所述线圈在第一气流的流动方向上处于所述电离区域的前方。其优点在于，可以减小等离子体源的结构尺寸。此外，这在结构上对冷却气体导引装置的布置有利。
22.根据本发明的一种技术方案，所述线圈在第一气流的流动方向上处于所述电离区域的高度上。这样线圈和由线圈产生的电磁场就能有利地直接施加至电离区域。由此，等离子体生成的效率提高。
23.在一种改进方案中，所述管道的电离区域可以至少部分地包围等离子体。等离子体至少部分地被管道及其电离区包围的优点在于，第一气流在等离子体的区域内的流动以定义的方式在管道中受导引，从而增强等离子体的稳定性。
24.根据本发明的一种技术方案，特别是在使用等离子体源期间，等离子体从管道的出口区域延伸出来。这样就实现了等离子体所产生的热量的一部分不直接释放至管道的优点。这样就减少了管道的冷却需求，以及例如通过第一气流从内部冷却管道的需求。
25.根据本发明的一种改进方案，冷却气流包括空气。将空气用作冷却气体或冷却气流成分的优点在于，一方面，空气容易获得，另一方面，相对于例如稀有气体且特别是氩气，空气具有更大的热容。这样就能减少冷却气体的消耗。
26.相应地，在一种技术方案中，冷却气流可以由空气形成。就由空气形成的冷却气流而言，另一优点在于，冷却气体在没有受到其他污染情况下可以毫无问题地释放至环境中，
这样就能非常快速地从系统移除热量。在一种替代实施方式中，所述冷却气体可以包含氮气或由氮气形成。
27.此外，冷却气流可以由等离子体炬的冷却空气流供给。这被证明是特别有利的，因为具有冷却空气进线和出线的现有系统也可用于冷却气流。这样就在充分利用等离子体炬的其他空气冷却装置的协同作用的情况下，将冷却气体导引装置深度集成至等离子体炬中。
28.在一种可选的改进方案中，所述冷却气体导引装置环形地包围管道，且所述冷却气流流过构建在管道与冷却气体导引装置之间的空间。这样就能在由等离子体加热的管道与冷却气体之间实现最佳热交换。因此，冷却气体有效地承担了一部分管道冷却的功能，使得就管道的冷却而言可以相应地减小第一气流的大小。
29.根据本发明的一种技术方案，相应地，构建在管道与冷却气体导引装置之间的空间在第一气流的流动方向上至少从电离区域延伸至出口区域。这样就确保最有可能暴露于等离子体热量的管道区域被冷却气流从外部冷却，从而减少通过第一气流在管道内部进行冷却的需求。
30.在本发明的另一技术方案中，所述冷却气体导引装置具有用于对等离子体进行观察或采样的窗口。由此，通过有利地确保能够继续对等离子体进行采样或观察，冷却气体导引装置的结构自由度增加。
31.根据一种改进方案，所述冷却气体导引装置具有冷却结构。冷却气体又可以将管道吸收的热量释放至冷却气体导引装置，因此，这些热量有利地可以通过冷却气体导引装置高效地运走。这样就避免了等离子体炬区域内的热量积聚，并且就冷却效果而言可以减少冷却气体和/或第一气体的体积流量。
32.此外，冷却气体导引装置可以由非金属的耐高温材料形成，或者具有由这种材料形成的涂层。这一点较为有利，因为这样就在很大程度上避免了与线圈所产生的电磁场的相互作用。
33.相应地，在一种改进方案中，冷却气体导引装置的材料或其涂层可以为陶瓷或pfa或特氟龙。在另一实施方式中，冷却气体导引装置的材料可以为由全氟化碳(pfc)形成的材料。塑料特别适用于冷却气体导引装置，因为其易于成型，并且视需要可以被成型在线圈上以容置线圈，或者线圈可以被浇注进这种冷却气体导引装置。
34.本发明可以以如下方式进一步改进：用于冷却气体的冷却气体导引装置形成围绕管道的流道，所述流道平行于第一气流延伸。这一点特别是对于上述具有底座区域或类似结构的等离子体炬而言在所需的结构空间方面较为有利。
35.根据本发明的一种改进方案，所述流道在所述第一气流的流动方向上从管道的电离区域延伸至管道的出口区域。由此，即使冷却气体导引装置未直接围绕管道的出口区域布置，冷却气体同样围绕管道的下游末端流动。
36.此外，特别是在使用等离子体源期间，冷却气体导引装置可以导引冷却气流穿过流道并且超过管道的出口区域。以这种方式导引冷却气流经过管道出口区域上受热最多的末端，从而在该处实现高效的冷却。
37.根据一种实施方式，所述流道具有用于冷却气流的出线，其中所述出线布置在管道的出口区域的前方，且特别是在使用等离子体源期间将冷却气流朝冷却气体导引装置的
冷却气体出口导引。根据另一技术方案，在冷却气流在被导引离开管道之前经由排放管道线将所述冷却气流导引至管道的出口区域处，但未超过管道的出口区域。这些实施方式的优点在于，同时可以通过冷却气体对管道进行冷却且尽可能冷却至出口区域，这样就能在相应地减少第一气体的体积流量的同时增强等离子体的稳定性，因为冷却气流不会被导引超过第一管道的出口区域。
38.综上所述，冷却气流可以在等离子体炬的壳体处流入冷却气体导引装置的冷却气体入口，并在等离子体炬的壳体处从冷却气体导引装置的冷却气体出口流出。以这种方式将冷却气体高效地导引至冷却段，并且同样迅速地将热量从等离子体炬的区域运走，这有利于冷却，特别是有利于借助于第一气流冷却管道的需求。
39.最后，在本发明的一种有利技术方案中，可以沿壳体的外壁导引冷却气流的一部分以冷却壳体的外壁。这样就能与本来用于冷却壳体的冷却气流产生协同作用。
40.本发明还涉及一种具有前述等离子体源的光谱仪。
41.光谱仪可以以如下方式进一步改进：所述光谱仪为质谱仪，且所述等离子体源为用于产生电感耦合等离子体的等离子体源。
42.根据一种替代技术方案，所述光谱仪为用于光学发射光谱的光谱仪，且所述等离子体源为用于产生电感耦合等离子体的等离子体源。
附图说明
43.本发明的更多特征、细节和优点参阅权利要求的措辞以及下文基于附图对实施例的描述。
44.其中：
45.图1：现有技术中的等离子体源的示意图；
46.图2：本发明的等离子体源的第一实施方式的示意图；
47.图3：本发明的等离子体源的第一实施方式的变体的示意图；
48.图4：本发明的等离子体源的另一实施方式的示意图；
49.图5：所述等离子体源的另一实施方式的出口区域的示意图；以及
50.图6：所述等离子体源的另一实施方式的变体的示意性剖视图。
51.在以下附图描述中，无论在同一实施方式还是实施方式的变体中，相应图中所示类似的元件均使用相同的附图标记。
具体实施方式
52.图1示出现有技术中的等离子体源1的示意图。等离子体源1具有带有管道10的等离子体炬2，在该管道内部同心地布置有第二管道20和第三管道30。第一气流15在管道10内部和第二管道20内部流动。第二管道20和第三管道30在第一气流15的流动方向上的延伸距离小于管道10。在电离区域12内，通过围绕管道10布置的线圈40将能量以感应方式输入气流15。该能量至少部分地使气流15电离，并且可以在这个区域内将等离子体50点燃。在现有技术的这个方案中，管道10至少部分地围绕被点燃的等离子体，该等离子体在出口区域 13内从管道排出。
53.第一气流15一方面用于为等离子体50供应待电离的气体，另一方面具有未被电离
的体积分量，且适于冷却管道、第二管道20和第三管道30以及稳定等离子体50。
54.在第三管道30内部，可以将气态或雾化的分析物31作为气溶胶输送。可以通过载气在第三管道30内部运输分析物31，该载气可以为第一气流15的气体。将这个分析物31注入等离子体50并使其在该处电离。
55.图2示出本发明的等离子体源1的第一实施方式的示意图。等离子体源1可以用于光谱仪，例如用于质谱仪或用于光学发射光谱的光谱仪。等离子体源1产生电感耦合等离子体。
56.等离子体源1具有带有管道10的等离子体炬2，在该管道内部同心地布置有第二管道20 和第三管道30。第一气流15在管道10内部和第二管道20内部流动。第二管道20和第三管道30在第一气流15的流动方向上的延伸距离小于管道10。在电离区域12内，通过围绕管道10布置的线圈40将能量以感应方式输入气流15。该能量至少部分地使气流15电离，并且可以在这个区域内将等离子体50点燃。管道10至少部分地围绕被点燃的等离子体50，该等离子体在出口区域13内从管道排出。
57.在这个实施方式中，嵌有线圈40的冷却气体导引装置60围绕等离子体炬2布置。冷却气体导引装置60包围管道10的冷却段14。同样可以采用未嵌入线圈40的实施方式。冷却气体在管道10与冷却气体导引装置60之间流动。可以将空气可用作冷却气体，空气在光谱仪中作为制程空气存在。同样可以输送环境中的空气，视情况进行相应的调节。冷却气体在管道10的出口区域13处从冷却气体导引装置60流出并且流过管道10的末端。
58.在未示出的另一变体中，冷却气体可以不在管道的出口区域处从冷却气体导引装置流出，而是在到达管道的下游末端之前通过出线被导引离开管道。
59.等离子体炬2具有底座区域6，在这个实施例中，管道10、第二管道20和第三管道30 也布置在该底座区域内。在底座区域6内设有第一气流15和雾化或气态分析物31的入口。
60.在底座区域内也布置有冷却气体入口62。在这个实施例中，冷却气体导引装置60被设计成烟囱形，并且具有朝管道10的出口区域3方向逐渐变小的内径。
61.冷却气体在出口区域13旁边在环形空间内排出。在流动方向上，冷却气体导引装置60 可以比管道10延伸得更远，终止于与管道10相同的高度，或者在流动方向上在管道10的末端之前终止。
62.管道10、第二管道20和/或第三管道30可以上釉或具有黑涂层，以改善出口区域13 或电离区域12内的热交换。此外，在相应的管道上可以安装有图中未详示的一或多个冷却结构以进一步改善冷却效果。冷却气体导引装置60同样可以具有一或多个冷却结构。
63.在等离子体炬2上方可以布置如在此示意性所示通过锥形接口70与光谱仪的连接。
64.图3示出本发明的等离子体源1的第一实施方式的变体的示意图。在此示出与图2基本相似的结构，因此，已述及的元件参阅图2。
65.冷却气体导引装置60与根据图2的冷却气体导引装置60的不同之处在于，该冷却气体导引装置60至少部分地，特别是横向于等离子体炬2地伸出直至等离子体源1的壳体5。以这种方式也能将可以在壳体5中受导引以冷却壳体5的冷却气流61经由等离子体炬2的底座区域6中的冷却气体入口62导入冷却气体导引装置61。为此，冷却气体入口62特别是可以穿过壳体5，并且在壳体5中设有同样未示出的用于排出冷却气体和/或第一气体的通风口。
66.图4示出本发明的等离子体源1的另一实施方式的示意图。不同于图1至3所示实施方式，等离子体炬2在此旋转90度地布置。当然，图1至3或图4所示实施例可以分别水平或垂直地布置。第一气流15类似于第一实施方式地在管道10和第二管道20内流动。分析物 31在第三管道30内流动。
67.围绕等离子体炬2布置有同样将线圈40包封在内的冷却气体导引装置60。其中，线圈 40可以嵌在冷却气体导引装置60内部。冷却气体在此基本上垂直于第一气流15的流动方向流动。冷却气体导引装置60包围管道10的冷却段14，且至少如此地在冷却气体导引装置61 中导引冷却气体，使其在管道10的出口区域13处至少部分地流过管道10的相对第一气流15而言的下游末端。
68.在这个实施方式的另一未示出的变体中，冷却气体可以不在管道的出口区域处从冷却气体导引装置流出，而是在到达管道的下游末端之前通过出线被导引离开管道。冷却气体导引装置同样可以封闭冷却气体向管道的下游末端的流动空间。
69.图5示出等离子体源1的另一实施方式的出口区域13的示意图。在此可以看出，构建在冷却气体导引装置60中的流道4中的冷却气流61的一部分被朝管道10的相对第一气流15 而言的下游末端方向导引，并且流过管道10的这个末端。
70.图6示出所述等离子体源1的另一实施方式的变体的示意性剖视图。在此示出与图4基本相似的结构，因此，已述及的元件参阅图4。
71.冷却气体导引装置60与根据图4的冷却气体导引装置60的不同之处在于，该冷却气体导引装置60穿过等离子体源1的壳体5。冷却气体导引装置60同样可以延伸直至等离子体源1的壳体5，并且在壳体外部建立用于冷却气体的流体连接。以这种方式，同样可以将冷却气流61经由冷却气体入口62导入冷却气体导引装置60，该冷却气流可以在壳体5中或在壳体5周围受导引以冷却壳体5。冷却气体在冷却气体导引装置60内部在冷却段14范围内流动。在此，通过流道4使得平行于管道10的部分体积流量偏转(参阅图5的相关说明)。在冷却气体导引装置60内部将冷却气体的主流从冷却段14进一步导引至冷却气体导引装置 60的冷却气体出口63，该冷却气体出口又连接等离子体炬2的壳体5。
72.同样地，可以防止冷却气体流过管道的末端，且在管道的出口区域的高度上可以设有用于冷却气体的出线，或冷却气体导引装置可以封闭冷却气体向管道的下游末端的流动空间。
73.本发明不局限于上述实施方式。本发明可以以不同方式变更。
74.从权利要求、说明书和附图中得出的所有特征和优点，包括结构细节、空间布置和方法步骤，无论是单独的还是各种组合，对于本发明而言均具有重要意义。
75.附图标记表
[0076]1ꢀꢀꢀ
等离子源
[0077]2ꢀꢀꢀ
等离子体炬
[0078]3ꢀꢀꢀ
空间
[0079]4ꢀꢀꢀ
流道
[0080]5ꢀꢀꢀ
壳体
[0081]6ꢀꢀꢀ
底座区域
[0082]
10 管道
[0083]
11
ꢀꢀ
供给区域
[0084]
12
ꢀꢀ
电离区域
[0085]
13
ꢀꢀ
出口区域
[0086]
14
ꢀꢀ
冷却段
[0087]
15
ꢀꢀ
第一气流
[0088]
20
ꢀꢀ
第二管道
[0089]
30
ꢀꢀ
第三管道
[0090]
31
ꢀꢀ
分析物
[0091]
40
ꢀꢀ
线圈
[0092]
50
ꢀꢀ
等离子体
[0093]
60
ꢀꢀ
冷却气体导引装置
[0094]
61
ꢀꢀ
冷却气流
[0095]
62
ꢀꢀ
冷却气体入口
[0096]
63
ꢀꢀ
冷却气体出口
[0097]
70
ꢀꢀ
锥形接口。

技术特征：

1.一种应用于光谱仪的等离子体源（1），具有包含至少一个管道（10）的等离子体炬（2），所述管道具有-供给区域（11），在所述供给区域内将第一气流（15）供给至所述管道（10），以及-电离区域（12），在所述电离区域内通过围绕所述管道（10）布置的线圈（40）将能量以感应方式输入所述第一气流（15），其中所述能量至少部分地使所述第一气流（15）电离并且将等离子体（50）点燃，以及-出口区域（13），带有所述等离子体（50）的所述第一气流（15）从所述出口区域排出，其特征在于，所述等离子体源（1）具有用于冷却气流（61）的冷却气体导引装置（60），其中所述冷却气体导引装置（60）在冷却气体入口（62）与冷却气体出口（63）之间的所述管道（10）外侧具有冷却段（14），所述冷却气体在所述冷却段中横向于所述第一气流（15）的方向在外部围绕所述管道（10）流动。2.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述第一气流（15）包括稀有气体。3.根据权利要求2所述的等离子体源（1），其特征在于，所述稀有气体为氩气。4.根据上述权利要求中任一项所述的等离子体源（1），其特征在于，所述管道（10）向下游延伸超过所述冷却气体导引装置（60）。5.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，所述管道（10）在其出口区域处上釉。6.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，所述管道（10）在其出口区域具有黑涂层。7.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，所述管道（10）具有冷却结构。8.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，在所述管道（10）内布置有第二管道（20），且所述第一气流（15）的气体在所述第二管道（20）和管道（10）内流动。9.根据权利要求8所述的等离子体源（1），其特征在于，在所述第二管道（20）内布置有第三管道（30），气态的分析物（31）或由雾化的分析物（31）和载气组成的气溶胶流过所述第三管道。10.根据权利要求9所述的等离子体源（1），其特征在于，所述第一气流（15）的气体形成所述雾化的分析物（31）的载气。11.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述第一气流（15）在所述等离子体炬（2）的区域内通过所述管道（10）与所述冷却气流（61）在空间上隔开。12.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述管道（10)，第二管道(20)，第三管道(30）为石英管。13.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述线圈（40）被嵌入所述冷却气体导引装置（60）。14.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述线圈（40）在所述第一气流（15）的流动方向上处于所述电离区域（12）的前方。15.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述线圈（40）在所述第一气流（15）的流动方向上处于所述电离区域（12）的区域内。
16.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述管道（10）的电离区域（12）至少部分地包围所述等离子体（50）。17.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述等离子体（50）从所述管道（10）的出口区域（13）延伸出来。18.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气流（61）包括空气。19.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气流（61）由空气形成。20.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气流（61）由所述等离子体炬（2）的冷却空气流供给。21.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气体导引装置（60）环形地包围所述管道（10），且所述冷却气流（61）流过构建在所述管道与所述冷却气体导引装置（60）之间的空间（3）。22.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，构建在所述管道（10）与所述冷却气体导引装置（60）之间的空间（3）在所述第一气流的流动方向上至少从所述电离区域（12）延伸至所述出口区域（13）。23.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气体导引装置（60）具有用于对所述等离子体（50）进行观察或采样的窗口。24.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气体导引装置（60）具有冷却结构。25.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气体导引装置（60）由非金属的耐高温材料形成，或者具有由这种材料形成的涂层。26.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气体导引装置（60）的材料或其涂层为陶瓷或pfa或特氟龙。27.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，用于所述冷却气体的所述冷却气体导引装置形成围绕所述管道的流道，所述流道平行于所述第一气流延伸。28.根据权利要求27所述的等离子体源（1），其特征在于，所述流道（4）在所述第一气流（15）的流动方向上从所述管道（10）的电离区域（12）延伸至所述管道（10）的出口区域（13）。29.根据权利要求27至28中任一项所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气体导引装置（60）导引所述冷却气流（61）穿过所述流道（4）并且超过所述管道（10）的出口区域（13）。30.根据权利要求27至28中任一项所述的等离子体源（1），其特征在于，所述流道(4)具有用于所述冷却气流（61）的出线，其中所述出线布置在所述管道（10）的出口区域（13）的前方，并且将所述冷却气流（61）朝所述冷却气体导引装置（60）的冷却气体出口（63）导引。31.根据权利要求1所述的等离子体源（1），其特征在于，所述冷却气流（61）在所述等离子体炬（2）的壳体（5）处流入所述冷却气体导引装置（60）的冷却气体入口（62），并在所述等离子体炬（2）的壳体（5）处从所述冷却气体导引装置（60）的冷却气体出口（63）流出。32.根据权利要求31所述的等离子体源（1），其特征在于，沿所述壳体（5）的外壁导引所述冷却气流（61）的一部分以冷却所述壳体（5）的外壁。33.一种光谱仪，具有根据上述权利要求中任一项所述的等离子体源（1）。
34.根据权利要求33所述的光谱仪，其特征在于，所述光谱仪为质谱仪，且所述等离子体源（1）为用于产生电感耦合等离子体（50）的等离子体源（1）。35.根据权利要求33所述的光谱仪，其特征在于，所述光谱仪为用于光学发射光谱的光谱仪，且所述等离子体源（1）为用于产生电感耦合等离子体（50）的等离子体源（1）。

技术总结

一种应用于光谱仪的等离子体源(1)，具有包含至少一个管道(10)的等离子体炬(2)，所述管道具有供给区域(11)、电离区域(12)，以及出口区域(13)，所述等离子体源(1)具有用于冷却气流(61)的冷却气体导引装置(60)，其中所述冷却气体导引装置(60)在冷却气体入口(62)与冷却气体出口(63)之间的所述管道(10)外侧具有冷却段(14)，所述冷却气体在所述冷却段中横向于第一气流(15)的方向在外部围绕所述管道(10)流动。(10)流动。(10)流动。