CN105510228A - 一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池，包括液氧样品池、石英三通两项截止阀、密封胶塞、用于抽真空管路以及单向排气阀。所述石英三通两项截止阀的一端通过过渡玻璃与液氧池中的氧气注入管采用熔融一体的工艺焊接在一起，另一端通过真空管路与真空泵相连，第三端通过密封胶塞密封，连接氧气源与单向排气阀。本发明的优点在于解决了液氧池内杂质过多的问题，从而提高实验的准确性，同时通过一个单向排气阀解决了液氧样品池因内外压差过大而造成损坏的问题。本液氧荧光样品池整体具有设计简洁，加工周期短，造价低廉等优点。

Description

一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池

技术领域

本发明涉及激光光谱技术领域，尤其是一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池。

背景技术

高功率连续波激光在民用和国防方面已经得到了广泛的应用，现在有很多兆瓦级的连续波激光器，例如氟化氢激光器、氟化氘激光器、氧碘化学激光器、二氧化碳激光器等等。但是这些激光器的应用在很大程度上被它们的大型体积所限制，此外还有一些因素影响到上述的高功率激光器，例如使用有危险的化学药品，危及操作人员的安全，操作规程复杂，激光出光的准备时间过长等等。这些局限性就迫使我们去寻找新型的激光介质，在激光研究领域中去寻找一种高效、无毒害作用的激光介质仍然是高功率连续波激光这个领域的关键之处。

液氧正是能满足以上要求的一种新型的高能激光工作物质，其吸收系数高，吸收线宽宽，这对于泵浦源的选择有很大的优势；另一方面液氧激光的波长为1580nm，在大气中特别是在海上有着良好的传输效果，此波长相对于人眼也是比较安全的波长。

液氧的荧光光谱研究是利用液氧作为激光介质产生高能连续激光的基础。液氧的沸点为97K，在室温环境下液氧会迅速挥发，同时因内外温差过大也会在液氧样品池端口镜面处结霜，这都会造成实验无法进行。本发明公开的一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池采用内外三层的设计，此举同时有效地解决了液氧在室温下迅速挥发以及因内外温差过大造成的在窗口处结霜的问题，保障了实验的可行性。另外本发明公开的一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池是将氧气通过液化的方式制得液氧，大大的降低了直接灌注液氧所带来的危险。在制造液氧的过程中，通过本发明的设计可以有效地去除干冰等杂质，保证了实验的准确性。

发明内容

要采用液氧作为激光介质产生高能连续激光，首先要去研究液氧荧光光谱，对液氧激光相关能级的振动-平动弛豫开展研究，对液氧激光器的试验，设计及性能预测提供理论及试验依据。本发明即为一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池，以研究液氧激光能级的吸收光谱及上能级的振动-平动弛豫。通过净化装置有效地减少了液氧池内杂质对于实验结果准确性的影响。

本发明的技术方案是：一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池，包括液氧样品池、石英三通两项截止阀、石英三通两项截止阀包括与液氧样品池相连的端口、连接真空泵的端口以及连接氧气源的端口；端口通过密封胶塞密封，一氧气注入管的一端穿过密封胶垫伸入至端口内，氧气注入管的另一端与氧气气源相连；一管路的一端穿过密封胶垫伸入至端口内，另一端经单向排气阀放空。

本发明还可以采用如下技术措施：

具体的是，液氧样品池为一密闭容器。与液氧样品池相连的端口与液氧样品池采用熔融一体的工艺焊接密闭相连，有效的解决了在低温下密封效果不佳的问题。连接真空泵的端口与真空泵气体入口相连，通过抽真空有效的减少了液氧样品池内除氧气外其他气体的组分，增加了实验的准确性。连接氧气源的端口处接有单向排气阀，有效地解决了液氧样品池抽真空充入氧气后因液氧样品池内外压差过大造成的液氧样品池损坏的问题，即液氧样品池内外压差过大时可通过单向排气阀排气。

氧气注入管和管路的外壁面均与密封胶塞密闭连接。

密封胶塞镶嵌在端口内，如果液氧样品池内外压差过大并大于单向排气阀的排气量时密封胶塞会从端口中弹出，从而保护液氧样品池不被损坏。

本发明的优点是：

1.本发明设计的液氧样品池带有净化功能，减少了液氧样品池内杂质的组分，有效地提高了实验的准确性。

2.本发明所述的液氧样品池与石英三通两项截止阀采用熔融一体的工艺焊接密闭连接，有效地解决了低温下的密封问题。

3.本发明设计的液氧样品池在石英三通两项截止阀的一端口处接有单向排气阀，当液氧池内外的压差超过0.1大气压时，单向阀开启，液氧池内的氧气排出；当液氧池内外压差小于0.05大气压时，单向阀自动关闭。通过单向排气阀的保护避免了液氧样品池因内外压差过大对液氧样品池造成损坏的问题，同时保证了外界的气体不会倒流入液氧池，从而确保样品池内液氧的纯度。

4.本发明所设计的液氧样品池具有造价低、加工周期短，适用于进行多种无机低温液体的荧光光谱实验。

附图说明

附图1为本发明所涉及的液氧样品池、石英三通两项截止阀，图中：1-石英三通两项截止阀，2-与液氧样品池密闭相连接的端口，3-与真空泵相连的端口，4-与氧气气源相连的端口，5-密封胶塞，6-与氧气气源相连的氧气注入管，7-与单向排气阀相连接的管路，8-单向排气阀，9-液氧样品池，10-石英三通两项截止阀开关旋钮。

附图2为本发明所涉及石英三通两项截止阀的侧面投影图，图中：1-石英三通两项截止阀，2-与液氧样品池密闭相连接的端口，3-与真空泵相连的端口，4-与氧气气源相连的端口，5-密封胶塞，6-与氧气气源相连的氧气注入管，7-与单向排气阀相连接的管路，8-单向排气阀，10-石英三通两项截止阀开关旋钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

实施例：如图1、图2所示，本发明公开了一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池，包括液氧样品池9、石英三通两项截止阀1；所述的石英三通两项截止阀1包括与液氧样品池9相连接的端口2，与真空泵相连接的端口3以及与氧气气源相连接的端口4；所述端口2与液氧样品池9采用熔融一体的工艺焊接密闭相连；所述端口4通过密封胶塞5密封，防止外界的气体进入到液氧样品池9内，一氧气注入管6的一端穿过密封胶垫5伸入至端口4内，氧气注入管6的另一端与氧气气源相连；一管路7的一端穿过密封胶垫5伸入至端口4内，另一端经单向排气阀8放空。制液氧的过程如下：首先开启真空泵，此时通过旋转石英三通两项截止阀1的开关旋钮10使端口3与液氧样品池9相通，对液氧样品池9进行抽真空，随后旋转开关旋钮10使端口4与端口3相通，对氧气注入管内的残余气体真行抽真空。抽真空完毕后旋转开关旋钮10使端口2与端口4相通，通过与氧气气源相连的氧气注入管6向液氧样品池9内注入氧气，再重复前面的抽空过程。如此反复数次的冲纯氧和抽空过程。可以确保液氧样品池内氮气、二氧化碳和水蒸汽等物质的含量下降到ppm量级。然后需要持续向液氧样品池中间夹层内通入液氮，并缓慢地向液氧池内通入氧气，氧气的流量要精确地控制到不大于氧气液化的速度。密封胶垫5，仅以挤压的作用密封端口4，上面不加任何粘合剂加固。如果意外地误操作将纯氧的流量增大，并远大于液化所需以及放气阀门流量，会造成液氧池内压力持续上升，此时密封胶垫5会从端口4中弹出，从而达到保护液氧池的目的，该设计相当于压力容器的泄爆装置。通过以上措施保证了在制造液氧的过程中大大的减少了杂质，保证了液氧的纯度。该装置除了适用于制造纯液氧，还可以用于制造纯液氩，或者是不同精确配比的氧氩混合液体等。经过一段时间后样品池9内的最内层液氧池中将充满氧气液化后形成的液氧，此时旋转开关旋钮10使得样品池最内层的液氧池与单向排气阀8相通，以此来避免外界的气体进入到样品池内形成杂质；同时单向排气阀8可以将液氧挥发出的氧气排向大气，确保液氧池不会因为压力过大而造成损坏。本发明装置的其他操作步骤如氧气和液氮的充装等与本发明人申报的另一发明专利(申请号201310195953.3)一致。

Claims (7)

1.一种带净化功能的用于观测液氧荧光光谱的样品池，其特征在于：包括液氧样品池(9)、石英三通两项截止阀(1)；石英三通两项截止阀(1)包括与液氧样品池相连的端口(2)、连接真空泵的端口(3)以及连接氧气源的端口(4)；端口(4)通过密封胶塞(5)密封，一氧气注入管(6)的一端穿过密封胶垫(5)伸入至端口(4)内，氧气注入管(6)的另一端与氧气气源相连；一管路(7)的一端穿过密封胶垫(5)伸入至端口(4)内，另一端经单向排气阀(8)放空。

2.根据权利要求1所述的样品池，其特征是：

与液氧样品池相连的端口(2)与液氧样品池采用熔融一体的工艺焊接密闭相连，有效的解决了在低温下密封效果不佳的问题。

3.根据权利要求1所述的样品池，其特征是：

连接真空泵的端口(3)与真空泵气体入口相连，通过抽真空有效的减少了液氧样品池(9)内除氧气外其他气体的组分，增加了实验的准确性。

4.根据权利要求1所述的样品池，其特征是：

连接氧气源的端口(4)处接有单向排气阀(8)，有效地解决了液氧样品池(9)抽真空充入氧气后因液氧样品池(9)内外压差过大造成的液氧样品池(9)损坏的问题，即液氧样品池内外压差过大时可通过单向排气阀(8)排气。

5.根据权利要求1所述的样品池，其特征是：

氧气注入管(6)和管路7的外壁面均与密封胶塞(5)密闭连接。

6.根据权利要求1所述的样品池，其特征是：

密封胶塞(5)镶嵌在端口(4)内，如果液氧样品池(9)内外压差过大并大于单向排气阀(8)的排气量时密封胶塞(5)会从端口(4)中弹出，从而保护液氧样品池(9)不被损坏。

7.根据权利要求1所述的样品池，其特征是：

液氧样品池(9)为一密闭容器。