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CN205166151U - 火炬和用于维持原子化源的系统 - Google Patents

火炬和用于维持原子化源的系统 Download PDF

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CN205166151U
CN205166151U CN201390000678.9U CN201390000678U CN205166151U CN 205166151 U CN205166151 U CN 205166151U CN 201390000678 U CN201390000678 U CN 201390000678U CN 205166151 U CN205166151 U CN 205166151U
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CN
China
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torch
flare
melting point
refractory material
refractory
Prior art date
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Application number
CN201390000678.9U
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English (en)
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P·莫理斯罗
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Revvity Health Sciences Inc
Original Assignee
PerkinElmer Health Sciences Inc
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • H—ELECTRICITY
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    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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Abstract

本文描述的特定实施方案是有关一种包含适宜量的耐火材料的火炬。在一些实施方案中，所述火炬可包含一种或多种非耐火材料与耐火材料组合。在一些实施方案中，所述火炬可包括耐火材料和光学透明窗。在其它实施方案中，所述火炬可包括包含高于石英熔点的材料。

Description

火炬和用于维持原子化源的系统
优先权申请
本申请要求2012年7月13日提交的美国申请No61/671,291以及2013年3月14日提交的美国申请No.61/781,758的每一者的优先权，其每一者的全部公开内容在此出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请涉及可用于维持原子化源的火炬。在特定实施方案中，所述火炬可包括有效量或区的至少一种耐火材料以增加火炬寿命。在其它实施方案中，所述火炬可包括包含高于石英熔点的熔点的材料。
实用新型背景
火炬通常用于维持例如等离子体等原子化源。高温可能会大大缩短火炬的寿命。
实用新型内容
在一个方面中，提供一种火炬，其包括主体且经配置以在所述主体中维持原子化源，其中所述主体的至少一出口端包括至少一种耐火材料。
在特定实施方案中，耐火材料涂覆至火炬的主体上。在一些实施方案中，耐火材料以沿着火炬主体的纵向维度的有效长度存在。在其它实施方案中，耐火材料以端子区处的有效厚度存在。在特定实施例中，整个主体包括耐火材料。在一些实施方案中，主体包括经配置以接纳光学透明材料的开口，例如可在从火炬呈径向的方向上透射光或使光通过的窗。在一些实施例中，所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述耐火材料在所述内管和所述外管的一者上存在。在一些实施例中，所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述耐火材料在所述内管和所述外管两者上存在。在一些实施例中，所述主体在入口端处包括非耐火材料并且在所述出口端处包括所述耐火材料。在其它实施例中，耐火材料和非耐火材料利用粘合剂或水泥(例如，904氧化锆水泥)彼此耦合。
在一些实施方案中，耐火材料和非耐火材料彼此熔合。在特定实施方案中，所述耐火材料和非耐火材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。在特定实施例中，所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述内管在入口端处包括非耐火材料，且所述耐火材料在所述内管的出口端处。在特定实施方案中，耐火材料和非耐火材料利用粘合剂或水泥(例如，904氧化锆水泥)彼此耦合。在一些实施方案中，耐火材料和非耐火材料彼此熔合。在特定实施例中，所述耐火材料和非耐火材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。在其它实施例中，所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述内管包括所述耐火材料和光学透明窗。在特定实施方案中，所述光学透明窗经配置以允许视觉上观察所述内管内的原子化源。在一些实施方案中，光学透明窗经配置以使可见光通过。
在额外实施例中，所述耐火材料包括氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。
在另一方面中，一种火炬，其包括中空圆柱形外管和在所述中空圆柱形外管内的中空圆柱形内管，所述中空圆柱形外管包括经配置以接纳冷却气流以使所述中空圆柱形内管的外表面冷却的流体进口，所述中空圆柱形内管经配置以接纳有效地将原子化源维持在所述中空管中的气体，其中所述中空圆柱形外管的出口端包括耐火材料。
在特定实施方案中，中空圆柱形内管的出口端包括耐火材料。在一些实施方案中，中空圆柱形外管的入口端包括非耐火材料。在其它实施方案中，非耐火材料和耐火材料彼此耦合。在一些实施例中，所述耐火材料和所述非耐火材料经由粘合剂、水泥、熔块、磨口玻璃接头中的一者或多者彼此耦合，或彼此熔合。在额外实施例中，所述外管的所述耐火材料在所述内管的纵向方向上包括有效长度。在一些实施例中，所述耐火材料涂覆至所述外部中空圆柱形管的所述出口端的内表面上。在特定实施方案中，出口端包括固体耐火材料。在其它实施方案中，所述耐火材料以有效厚度存在以防止所述外管的所述出口端的降解。
在额外方面中，提供一种火炬，其包括中空圆柱形管，所述中空圆柱形管具有包括非耐火材料的入口端和包括耐火材料的出口端，其中所述非耐火材料和所述耐火材料彼此耦合以在所述入口端与所述出口端之间提供实质上不漏流体的密封。
在特定实施方案中，耐火材料和非耐火材料利用粘合剂或水泥(例如，904氧化锆水泥)耦合。在其它实施方案中，耐火材料和非耐火材料彼此熔合。在一些实施例中，所述耐火材料和非耐火材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。在一些实施方案中，所述火炬包括在所述中空圆柱形管内的中空圆柱形内管，所述内管经配置以维持原子化源。
在另一方面中，提供一种火炬，其包括耐火材料外管和在所述耐火材料外管中的光学透明窗。
在特定实施方案中，光学透明窗在所述火炬的入口端处。在其它实施方案中，光学透明窗经配置以允许可见波长的光通过。在额外实施方案中，可存在经配置以允许测量所述火炬中的物质对光的吸收的第二光学透明窗。在一些实施方案中，可存在定位在耐火材料外管内的耐火材料内管，其中所述耐火材料内管包括光学透明窗。在一些例子中，所述内管的所述光学透明窗与所述外管的所述光学透明窗对准。在额外实施例中，所述火炬可在耐火材料外管中包含另一光学透明窗。在一些实施方案中，光学透明窗熔合至耐火材料外管。在一些实施方案中，光学透明窗经由熔块或磨口玻璃接头耦合至耐火材料外管。
在额外方面中，一种用于维持原子化源的系统包括：火炬，其包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管，其中所述出口端包括有效长度的耐火材料以防止所述火炬的所述出口端的降解；以及感应装置，其包括孔隙，所述孔隙经配置以接纳所述火炬且将射频能量提供至所述火炬以将所述原子化源维持在所述火炬的主体中。在一些实施方案中，耐火材料可以有效量存在。
在特定实施例中，感应装置可配置为螺旋线圈。在其它实施方案中，感应装置可配置为至少一个板状电极。在其它实施方案中，感应装置可配置为两个板状电极。在一些实施例中，感应装置可配置为三个板状电极。
在一些实施方案中，所述火炬进一步包括包含入口端和出口端的内部中空圆柱形管，其中所述内部中空管的所述出口端包括有效长度且有效量的耐火材料以防止所述内部中空管的所述出口端的降解。在特定实施例中，所述系统可包含电耦合至所述感应装置的射频能量源。在一些实施方案中，所述系统可包含经配置以检测火炬主体中的激发态物质的检测器。在其它实施方案中，所述系统可包含质谱仪，所述质谱仪以流体方式耦合至所述火炬主体且经配置以接纳从所述火炬主体出来的物质。
在另一方面中，一种用于维持原子化源的系统包括：火炬，其包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管以及包含入口端和出口端的中空圆柱形内管，其中内管定位在外管中，其中外管的出口端包括有效长度且有效量的耐火材料以防止外管的出口端的降解；以及感应装置，其包括孔隙，所述孔隙经配置以接纳所述火炬且将射频能量提供至所述火炬以将所述原子化源维持在所述火炬的主体中。
在特定实施方案中，感应装置可配置为螺旋线圈。在其它实施方案中，感应装置配置为至少一个板状电极。在一些实施例中，感应装置配置为两个板状电极。在其它实施例中，感应装置配置为三个板状电极。在一些实施方案中，内管进一步在出口端处包括耐火材料。在其它实施例中，所述系统可包含电耦合至所述感应装置的射频能量源。在一些实施方案中，所述系统可包含经配置以检测火炬主体中的激发态物质的检测器。在特定实施例中，所述系统可包含质谱仪，所述质谱仪以流体方式耦合至所述火炬主体且经配置以接纳从所述火炬主体出来的物质。
在额外方面中，提供一种减少经配置以维持原子化源的火炬的降解的方法，所述方法包括提供火炬，所述火炬包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管，其中所述出口端包括有效量的耐火材料。在特定实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为在所述火炬的纵向方向上以及沿着所述火炬的所述外管的内部表面以有效长度存在。
在其它实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为涂覆至所述火炬的所述外管的所述内表面上。在其它实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硼、氮化硅和其它耐火材料中的至少一者。在特定实施例中，所述方法可包含将所述火炬配置为具有包括入口端和出口端的中空圆柱形内管，其中所述内管的所述出口端包括有效量的耐火材料。
在另一方面中，描述一种减少经配置以维持原子化源的火炬的降解的方法，所述方法包括提供火炬，所述火炬包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管和在所述中空圆柱形外管内的中空圆柱形内管，其中所述中空圆柱形内管包括入口端和出口端，且其中所述外管的所述出口端包括有效量的耐火材料。
在特定实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为在所述火炬的纵向方向上以及沿着所述火炬的所述外管的内部表面以有效长度存在。在其它实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为涂覆至所述火炬的所述外管的所述内表面上。在一些实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硼、氮化硅和其它耐火材料中的至少一者。在一些实施例中，所述方法可包含将所述火炬配置为具有包括入口端和出口端的中空圆柱形内管，其中所述内管的所述出口端包括有效量的耐火材料。
在另一方面中，提供一种火炬，其包括主体且经配置以在所述主体中维持原子化源，其中所述主体的至少一出口端包括包含高于石英熔点的熔点的至少一种材料。
在特定实施方案中，所述至少一种材料包括比石英的熔点至少高5％、高10％、高15％、高20％、高25％或更高的熔点。举例来说，所述材料可为可机械加工的玻璃陶瓷，例如可从MTCWesgoDuramic购得的机器玻璃陶瓷。在一些实施方案中，所述整个主体包括包含高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料。在特定实施例中，所述主体包括经配置以接纳光学透明材料的开口。在其它实施方案中，所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中包括高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料在所述内管和所述外管的一者上存在。在一些实施例中，所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中包括高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料在所述内管和所述外管两者上存在。在特定实施例中，所述主体在所述火炬的入口端处包括除包括高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料以外的材料。在其它实施例中，所述材料利用粘合剂或水泥彼此耦合。在额外实施例中，所述材料彼此熔合。在一些实施方案中，所述材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。在特定实施例中，所述火炬可包含在所述主体中的光学透明窗。在其它实施例中，光学透明窗包括用于与光纤装置一起使用的有效大小。在特定实施方案中，所述光学透明窗包括用于人类肉眼检视所述主体中的原子化源的有效大小。
在额外方面中，描述一种火炬，其包括中空圆柱形外管和在所述中空圆柱形外管内的中空圆柱形内管，所述中空圆柱形外管包括经配置以接纳冷却气流以使所述中空圆柱形内管的外表面冷却的流体进口，所述中空圆柱形内管经配置以接纳有效地将原子化源维持在所述中空管中的气体，其中所述中空圆柱形外管的出口端包括包含高于石英熔点的熔点的至少一种材料。在特定实施方案中，所述至少一种材料包括比石英的熔点至少高5％、高10％、高15％、高20％、高25％或更高的熔点。在一些实施方案中，所述整个主体包括包含高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料。
在另一方面中，描述一种火炬，其包括具有入口端和出口端的中空圆柱形管，所述出口端包括包含高于石英熔点的熔点的至少一种材料，其中所述入口端和所述出口端彼此耦合以在所述入口端与所述出口端之间提供实质上不漏流体的密封。在特定实施方案中，所述至少一种材料包括比石英的熔点至少高5％、高10％、高15％、高20％、高25％或更高的熔点。在一些实施方案中，所述整个主体包括包含高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料。
在额外方面中，提供一种火炬，其包括外管和在所述外管中的光学透明窗，所述外管包括包含高于石英熔点的熔点的至少一种材料。在特定实施方案中，所述至少一种材料包括比石英的熔点至少高5％、高10％、高15％、高20％、高25％或更高的熔点。在一些实施方案中，所述整个主体包括包含高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料。在特定实施例中，包括高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料的熔点为至少600℃、625℃、650℃、675℃、700℃、725℃、750℃、775℃、800℃、825℃、850℃、875℃、900℃、925℃、950℃、975℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃，或至少1500℃。
在特定实施方案中，本文描述的火炬可包含两种或两种以上不同材料，所述材料的一者通常耐受温度降解。举例来说，火炬可包含耦合至氮化物(例如，氮化硅)、耐火材料或其它材料的石英(例如，HLQ270V8石英)。在一些实施方案中，所述两种不同材料可经由填隙材料彼此耦合，所述填隙材料可有效地减少可源自不同材料的不同热膨胀系数(CTE)的膨胀或收缩差异。举例来说，火炬可包含在火炬的尖端处耦合至氮化硅的石英。氮化硅尖端可使用例如高温结合材料、高温熔块、磨口玻璃或其它适宜材料等填隙材料而耦合至石英。在其它例子中，尖端和石英主体可在升高的温度下彼此耦合以减小CTE失配导致火炬较早退化的概率。
下文更详细描述额外特征、方面、实施例和实施方案。
附图说明
参看附图描述特定实施方案，附图中：
图1是根据特定实施例的火炬的说明；
图2是根据特定实施例包括包含耐火材料的端子部分的火炬的说明；
图3是根据特定实施例包括外管和内管的火炬的说明；
图4是根据特定实施例的Fassel火炬的侧视图；
图5是根据特定实施例包括火炬和螺旋感应线圈的系统的说明；
图6是根据特定实施例包括火炬和平坦板状电极的系统的说明；
图7是根据特定实施例的系统质谱仪系统的说明；
图8是根据特定实施例的光学发射光谱仪的说明；
图9是根据特定实施例的原子吸收光谱仪的说明；
图10是根据特定实施例展示火炬的外管的出口端的脱玻化的等离子体火炬的照片；以及
图11是根据特定实施例展示说明性尺寸的火炬的说明。
本领域的一般技术人员在给定本公开的益处的情况下将了解，火炬的尺寸或特征可能已放大、变形或以其它非常规或非成比例方式展示以提供图式的更加用户友好型式。
具体实施方式
下文参考单数和复数术语描述特定实施方案以便提供本文公开的技术的用户友好描述。这些术语仅出于方便的目的而使用，且不意在限制本文描述的火炬、方法和系统。
在特定实施例中，本文描述的火炬可包含一种或多种玻璃材料，其耦合至可具有比基底玻璃材料高的熔点的一种或多种其它玻璃材料或非玻璃材料。说明性玻璃材料可从许多来源购得，包含(但不限于)PrecisionElectronicsGlass(Vineland，NJ)，且可包含例如石英玻璃或其它适宜玻璃。
本文描述的火炬的特定实施例可允许较低气流(归因于火炬的较高温度容限)。通过使用较低气流(例如，较低冷却气流)，原子化源可在更高温度下操作，这可提供增强的原子化和/或离子化效率以及改进的检测限制。在一些实施方案中，本文描述的火炬可允许与和石英火炬一起使用的常规流动速率相比10％、25％、50％或更多的流动速率减小。
在特定实施方案中，图1中展示火炬的主体的说明的侧视图。火炬通常包含包括石英或玻璃材料的主体或外管100。火炬通常经配置以使用例如氩气、氮气、氢气、乙炔或者其或其它适宜气体的组合来维持原子化源。在一些实施例中，原子化源可为等离子体、火焰、弧光或其它适宜的原子化源。在一个实施方案中，原子化源可为电感耦合的等离子体，其可使用感应线圈、平坦板状电极或如本文描述的其它适宜的感应装置来维持。再次参看图1，外管100包括入口端112和出口端114。气体经由入口端112提供至火炬且在出口端处退出火炬114，其中气体大体在箭头120的方向上流动。气体可经由一或多个侧部端口(未图示)或经由与外管100的纵轴大体平行的端口进入火炬。为方便描述，外管100可划分为第一区段130和第二区段140。第一区段130通常是火炬的发生样本去溶剂化的区段，且火炬的区段140是经受来自原子化源的高温的区段。区段140可变得脱玻化、降解或以其它方式致使火炬不适宜进一步使用。
在一些实施方案中，区段140的至少有效量可包含耐火材料。术语耐火材料指代在高温下(例如，在1000°F下或高于1000°F)保持物理特性的材料。耐火材料通常包括可呈氧化物的形式的非金属物质。在一些实施方案中，本文描述的火炬中使用的耐火材料可为酸性、中性或碱性耐火材料。这些术语通常指代耐火材料适于使用的环境。举例来说，酸性耐火材料是适于在酸性环境中使用的一种耐火材料。在一些实施方案中，酸可存在于样本和/或溶剂流中，包含例如硝酸、硫酸、盐酸、王酸、氢氟酸和/或磷酸，其在一些例子中可在1-10％(例如，2-5％)范围中存在。在其它实施方案中，例如煤油、汽油和喷气燃料等有机物可存在于样本和/或溶剂中。在特定例子中，还可存在例如盐、盐水、硫酸盐和高金属浓度等高固体。
说明性酸性耐火材料包含(但不限于)二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)、耐火土耐火材料等。说明性中性耐火材料包含(但不限于)氧化铝(Al2O3)、氧化铬(Cr2O3)和包括碳的耐火材料。说明性碱性耐火材料包含(但不限于)氧化镁(MgO)、白云石和铬-镁。虽然特定来源可将石英视为耐火材料，但出于本公开的目的，石英有意不包含在术语“耐火材料”中。举例来说，术语耐火材料(如本文使用)指代除石英外的耐火材料。在一些实施方案中，耐火材料可为有效地暴露于600℃或更高的温度而不发生实质降解的耐火材料。虽然不希望受任何特定科学理论限制，但石英通常在约570℃下降解。视需要，区段140可具有一种以上类型的耐火材料，例如第一片段可包含一种类型的耐火材料且第二片段可包含不同类型的耐火材料，或者不同耐火材料可涂覆或分层到区段140的内表面中。
在一些实施方案中，耐火材料可以有效长度和/或有效厚度涂覆至管100的内表面上以防止包括火炬区段140的外部部分的材料的降解，例如防止外管140中存在的任何石英的降解。虽然耐火材料的确切长度可变化，但在一些实施方案中，耐火材料可从出口端向火炬的主体中延伸约15mm到约40mm，例如从火炬的出口端114向火炬的主体中延伸约15-27mm或26mm。在其它实施方案中，耐火材料可从火炬的出口端114向火炬的主体中延伸约15mm到约30mm。在一些例子中，耐火材料可从出口端向火炬主体中延伸约与火炬主体中存在的槽相同的长度。在特定实施方案中，在所存在的材料是包括高于石英熔点的熔点的材料的情况下，也可使用本文提供的耐火材料的说明性尺寸。
在特定实施例中，管100的区段140上的耐火涂层的特定厚度可变化，且涂层不需要沿着管100的纵轴方向为相同厚度。区段140可在邻近于去溶剂化区130的区处经历较高温度，且在邻近于管100的出口端114的区处经历较低温度。邻近于端114的厚度可小于存在于去溶剂化区130附近的厚度以考虑管100的不同区处的温度差。虽然去溶剂化区的确切纵向长度可变化，但在特定实施方案中，从去溶剂化区的一端到另一端可约为11-15。在特定实施例中，可从去溶剂化区结束之处到出口端114存在耐火材料或包括高于石英熔点的熔点的材料。
在特定实施方案中，管100的区段140可实质上包括耐火材料。举例来说，区段140可包含可耦合至区段130的耐火材料的固体，区段130本身可为耐火材料或非耐火材料。在一些实施方案中，耐火材料区段可经由粘合剂、熔块、磨口玻璃接头耦合至去溶剂化区区段，可熔合至去溶剂化区区段，或以其它方式耦合至去溶剂化区区段以提供实质上不漏流体的密封因此气体不会在接头处泄漏出去。
在一些实施方案中，外管的大体上全部可包括耐火材料，例如耐火材料的固体。在一些例子中，可能需要在管中包含一或多个光学透明窗以允许检视原子化源。参看图2，火炬包括外管200，其包括耐火材料的大体固体，具有入口端212和出口端214。管200可包含光学透明窗220以允许检视原子化源。举例来说，可能需要检视原子化源以允许调整气流和/或调整感应装置(如果存在)内火炬的位置。在一些实施方案中，本文描述的系统可包含一或多个安全机构，其自动切断到感应装置或其组件(例如，发电机)的功率，和/或切断气流(如果原子化源熄灭)。在此类例子中，光学透明窗可允许光学监视原子化源以确保其仍保持存在于火炬中。在一些例子中，视需要可存在单个以上光学透明窗。
在特定实施例中，光学透明窗的确切尺寸可在火炬间以及系统间变化。在一些实施方案中，光学透明窗足够大以允许人类肉眼从约3-5英尺的距离检视原子化源。在其它实施方案中，光学透明窗可包括约9mm到约18mm的尺寸，例如约12mm到约18mm。光学透明窗的确切形状可从矩形、椭圆形、圆形变化，或可存在其它几何形状。术语“窗”一般地使用，且在特定例子中窗可采取已向火炬中径向钻凿的圆孔的形式。钻孔可用光学透明材料密封以提供实质上不漏流体的密封。在特定实施方案中，光学透明窗可包括石英或可承受约500-550℃或更高的温度的其它大体透明材料。在一些实施方案中，例如透镜、反射镜、光纤装置等光学元件可以光学方式耦合至孔或窗以收集或接收原子化源提供的光(或信号)。
在特定实施方案中，本文描述的火炬还可包含定位在外管中的内管。在一些实施方案中，原子化源可维持在内管的端子部分处，且可提供冷却气体以使火炬的管冷却。参看图3，火炬300包括外管310和在外管310内的内管320。如本文描述，一种或多种耐火材料可存在于外管320的出口端上以防止出口端降解、视需要，内管320的一些或全部也可包含一种或多种耐火材料，例如在内管的出口端处，或者内管的大体上全部可包括耐火材料。在耐火材料存在于内管中的情况下，其可与耐火材料存在于外管中相同或不同。在内管包括大体固体耐火材料的情况下，光学透明窗可存在于内管和外管上。视需要，内管和外管的光学透明窗的至少某一度数可对准使得火炬中的原子化源可由用户检视。
在特定实施方案中，本文描述的火炬可用于维持等离子体。参看图4，展示火炬400的简化说明。火炬400包括包含流体进口412和入口端的外管410，以及包含流体进口422和入口端的内管420。火炬400可接纳雾化器430或其它样本引入装置。在操作中，等离子体气体可经由流体进口412引入，中间气体可经由流体进口422引入，且雾化器气体和样本可使用雾化器430引入。一种或多种类型的感应装置(例如，螺旋感应线圈、平坦板状电极或其它适宜的装置)可用于将等离子体维持成邻近于雾化器430的出口端和内管420的出口端。外管410的维持等离子体的区域或区可包括如本文描述的一种或多种耐火材料。外管410的围绕内管420的区域可包括非耐火材料，例如石英，或者可包括如本文描述的耐火材料和光学透明窗。在一些实施方案中，外管410的片段可熔合、彼此粘合、经由熔块、磨口玻璃接头或中间材料彼此耦合，或以其它方式彼此接合以提供实质上不漏流体的密封。在一些实施方案中，外管410可包括大体固体石英管，其在维持等离子体的内表面上具有耐火材料涂层。涂层的确切长度可变化，但在特定例子中涂层可从外管410的出口端延伸到下伏于内管420的出口端正下方的区域。涂层的确切厚度也可变化，但合意的是涂层不需太厚以致于干扰穿过火炬400的气流。
在特定实施方案中，本文描述的火炬可存在于经配置以检测已通过原子化源原子化和/或离子化的一种或多种物质的系统中。在一些实施方案中，所述系统包括火炬，所述火炬包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管，其中外管的出口端包括有效长度和/或有效量的耐火材料以防止火炬的出口端的降解。在特定实施方案中，系统还可包含感应装置，其包括孔隙，所述孔隙经配置以接纳所述火炬且将射频能量提供至所述火炬以将原子化源维持在火炬中。
在一些实施例中，感应装置可为如图5所示的螺旋线圈。系统500包括火炬，其包括外管510、内管520、雾化器530和螺旋感应线圈550。系统500可用于使用大体由图5中的箭头展示的气流维持等离子体560。外管510的区512可包括耐火材料涂层或可包括大体固体耐火材料。螺旋感应线圈550可电耦合至射频能量源以将射频能量提供至火炬以将等离子体560维持在火炬内。在一些实施方案中，可使用适宜的检测器检测来自等离子体中的激发态、原子化或离子化物质的光学发射。视需要，等离子体中的物质可提供至如本文描述的不同仪器或装置。
在一些实施方案中，感应装置可包括一或多个板状电极。举例来说且参看图6，系统600包括外管610、内管620、雾化器630和板状电极642。展示存在任选第二板状电极644，且视需要还可存在三个或三个以上板状电极。外管610可定位在如图6所示的板状电极642、644的孔隙内。系统600可用于使用图6中的箭头展示的气流维持等离子体660。外管610的区650+可包括耐火材料涂层或可包括大体固体耐火材料。板状电极可电耦合至射频能量源以将射频能量提供至火炬以将等离子体660维持在火炬内。在一些实施方案中，可使用适宜的检测器检测来自等离子体中的激发态、原子化或离子化物质的光学发射。视需要，等离子体中的物质可提供至如本文描述的不同仪器或装置。
在特定实施方案中，本文描述的火炬可在经配置以执行质谱法(MS)的系统中使用。举例来说且参看图7，MS装置700包含样本引入装置710、可包括本文描述的火炬的一者或多者的原子化装置720、质量分析器730、检测装置740、处理装置750和显示器760。样本引入装置710、原子化装置720、质量分析器730和检测装置740可使用一或多个真空泵在减小的压力下操作。然而，在特定实施例中，仅质量分析器730和检测装置740可在减小的压力下操作。样本引入装置710可包含经配置以将样本提供至原子化装置720的进口系统。进口系统可包含一或多个分批进口、直接试探进口和/或层析进口。样本引入装置710可为注射器、雾化器或可将固体、液体或气体样本递送到原子化装置720的其它适宜的装置。原子化装置720可包括在火炬的某一部分中(例如，在火炬的外管的出口端处)包含耐火材料的本文描述的火炬中的任何一者或多者。质量分析器730可通常依据样本性质、所要解析度等而采取许多形式，且下文进一步论述示例性质量分析器。检测装置740可为可与现有质谱仪一起使用的任何适宜的检测装置，例如电子倍增器、法拉第杯、经涂覆感光板、闪烁检测器等，以及将由本领域的一般技术人员在给定本公开的益处的情况下选择的其它适宜的装置。处理装置750通常包含微处理器和/或计算机以及适宜软件用于分析引入到MS装置700中的样本。一或多个数据库可由处理装置750存取以确定引入到MS装置700中的物质的化学身份。本领域已知的其它适宜的额外装置也可与MS装置700一起使用，包含(但不限于)自动取样器，例如可从PerkinElmerHealthSciences公司购得的AS-90plus和AS-93plus自动取样器。
在特定实施方案中，本文描述的火炬可在光学发射光谱仪(OES)中使用。参看图8，OES装置800包含样本引入装置810、包括本文描述的火炬的一者的原子化装置820，以及检测装置830。样本引入装置810可依据样本的性质而变化。在特定实施例中，样本引入装置810可为雾化器，其经配置以使液体样本成烟雾状散开以供引入到原子化装置820中。在其它实施例中，样本引入装置810可为注射器，其经配置以接纳可直接注射或引入到原子化装置820中的样本。用于引入样本的其它适宜装置和方法可容易由本领域的一般技术人员在给定本公开的益处的情况下选择。检测装置830可采取许多形式且可为可检测例如光学发射825等光学发射的任何适宜装置。举例来说，检测装置830可包含适宜的光学元件，例如透镜、反射镜、棱镜、窗、带通滤波器等。检测装置830还可包含光栅，例如中阶梯光栅，以提供多通道OES装置。例如中阶梯光栅等光栅可允许同时检测多个发射波长。光栅可定位在单色器或其它适宜装置内用于选择一或多个特定波长以供监视。在特定实施例中，检测装置830可包含电荷耦合装置(CCD)。在其它实施例中，OES装置可经配置以实施傅里叶变换以提供多个发射波长的同时检测。检测装置可经配置以监视大波长范围上的发射波长，包含(但不限于)紫外、可见、近红外和远红外等。OES装置800可进一步包含适宜的电子设备(例如，微处理器和/或计算机)以及适宜的电路来提供所要信号和/或用于数据获取。适宜的额外装置和电路是本领域已知的且可在例如市售OES装置(例如，可从PerkinElmerHealthSciences公司购得的Optima2100DV系列和Optima5000DV系列OES装置)上找到。任选放大器840可操作以增加信号835，例如放大来自所检测光子的信号，且将信号提供至显示器850，显示器850可为读出设备、计算机等。在信号835足够大以供显示或检测的实施例中，放大器840可省略。在特定实施例中，放大器840是经配置以接收来自检测装置830的信号的光电倍增管。然而，本领域的一般技术人员在给定本公开的益处的情况下将选择用于放大信号的其它适宜装置。在给定本公开的益处的情况下同样将在本领域的一般技术人员的能力范围内的是，以此处公开的原子化装置改造现有OES装置以及使用此处公开的原子化装置设计新的OES装置。OES装置可进一步包含自动取样器，例如可从PerkinElmerHealthSciences公司购得的AS90和AS93自动取样器，或可从其它供应商获得的类似装置。
在特定实施例中，本文描述的火炬可在原子吸收光谱仪(AAS)中使用。参看图9，信号束AAS900包括电源910、灯泡920、样本引入装置925、包括本文描述的火炬的一者的原子化装置930、检测装置940、任选放大器950和显示器960。电源910可经配置以将功率供应到灯泡920，灯泡920提供一或多个波长的光922以供原子和离子吸收。适宜的灯泡包含(但不限于)汞灯、阴极射线灯、激光器等。灯泡可使用适宜的斩波器或脉冲控制电源进行脉冲控制，或在其中实施激光器的实施例中，激光器可以选定频率(例如，5、10或20次/秒)进行脉冲控制。灯泡920的确切配置可变化。举例来说，灯泡920可沿着原子化装置930的火炬主体轴向提供光。或可沿着原子化装置930径向提供光。图9所示的实施例经配置用于从灯泡920轴向供应光。如上文论述，可存在使用信号的轴向检视的信噪优点。原子化装置930可为本文公开的原子化装置的任一者或任何适宜的原子化装置，包含可由本领域的一般技术人员在给定本公开的益处的情况下容易选择或设计的增压装置。随着样本在原子化装置930中原子化和/或离子化，来自灯泡20的入射光922可激发原子。即，由灯泡920供应的光922的某一百分比可被原子化装置930的火炬中的原子和离子吸收。火炬的包含耐火材料的片段可视需要包含一或多个光学窗，以允许从灯泡920接收和/或发射光。光935的剩余百分比可发射到检测装置940。检测装置940可使用例如棱镜、透镜、光栅和其它适宜装置(例如，如上文参考例如OES装置论述的装置)提供一或多个适宜波长。信号可提供至任选放大器950用于增加提供至显示器960的信号。为考虑被原子化装置930中的样本吸收的量，可在样本引入之前引入例如水等无用物以提供100％透射率参考值。可测量一旦样本引入到原子化腔室中就被透射的光的量，且被样本透射的光的量可除以参考值以获得透射率。透射率的负log10等于吸收率。AS装置900可进一步包含例如微处理器和/或计算机等适宜电子设备以及适宜电路以提供所要信号和/或用于数据获取。适宜的额外装置和电路可例如在市售AS装置(例如，可从PerkinElmerHealthSciences公司购得的AAnalyst系列光谱仪)上找到。在给定本公开的益处的情况下同样将在本领域的一般技术人员的能力范围内的是，以此处公开的原子化装置改造现有AS装置以及使用此处公开的原子化装置设计新的AS装置。AS装置可进一步包含本领域已知的自动取样器，例如可从PerkinElmer公司购得的AS-90A、AS-90plus和AS-93plus自动取样器。在特定实施方案中，可使用包括本文描述的火炬的一者的双束AAS装置(代替单束AAS装置)来测量物质的原子吸收。
在特定实施方案中，一种减少火炬的降解的方法可包含提供火炬，所述火炬包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管，其中所述出口端包括有效量的耐火材料。在一些实施例中，耐火材料可经配置为在所述火炬的纵向方向上以及沿着所述火炬的所述外管的内部表面以有效长度存在。在其它实施例中，耐火材料可经配置为涂覆至所述火炬的所述外管的内表面上。在一些实施方案中，耐火材料可经配置为氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。在特定实施例中，所述火炬可配置为具有包括入口端和出口端的中空圆柱形内管，其中所述内管的所述出口端包括有效量或有效长度的耐火材料或者有效量且有效长度的耐火材料。
在一些实施例中，一种减少经配置以维持原子化源的火炬的降解的方法可包含提供火炬，所述火炬包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管和在所述中空圆柱形外管内的中空圆柱形内管，其中所述中空圆柱形内管包括入口端和出口端，且其中所述外管的所述出口端包括有效量、有效长度的耐火材料或者有效量且有效长度的耐火材料。在特定实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为在所述火炬的纵向方向上以及沿着所述火炬的所述外管的内部表面以有效长度存在。在一些实施例中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为涂覆至所述火炬的所述外管的内表面上。在特定实施方案中，所述方法可包含将所述耐火材料配置为氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。在额外实施例中，所述方法可包含将所述火炬配置为具有包括入口端和出口端的中空圆柱形内管，其中所述内管的所述出口端包括有效量、有效长度的耐火材料或者有效量且有效长度的耐火材料。
下文描述某些特定实施例以进一步说明本文描述的技术的一些新颖方面。
实施例1
图10中展示包括石英外管的常规等离子体火炬的照片。火炬的出口端1010展示为因暴露于高等离子体温度而降解，这可导致出口端的脱玻化。在使用较低冷却气流的情况下，可以较快速率发生脱玻化问题。通过在图10中展示为脱玻化的表面上使用耐火材料涂层，可大大增加火炬寿命。或者，脱玻化区域可用耐火材料主体代替以修护火炬且允许使用包括耐火材料的新的火炬。
实施例2
图11中展示火炬的说明，火炬的总长度L约为120mm。从火炬的末端在约26mm长度处存在尖端1110，例如氮化硅尖端。磨口玻璃接头1130存在于石英主体1120与顶部1110之间且跨越火炬上约10mm，与尖端1110有约2mm的重叠。视需要，磨口玻璃接头可抛光或以其它方式致使其实质上光学透明以允许火炬中等离子体的较好视觉化。
当介绍本文公开的实施例的元件时，冠词“一”和“所述”意在意味着存在元件中的一者或多者。术语“包括”、“包含”和“具有”意在为开放式的且意味着可存在除所列举元件外的额外元件。在给定本公开的益处的情况下本领域的一般技术人员将认识到，所述实施例的各种组件可与其它实施例中的各种组件互换或被其替换。
尽管上文已描述特定方面、实施例和实施方案，但在给定本公开的益处的情况下本领域的一般技术人员将认识到，所公开说明性方面、实施例和实施方案的添加、替换、修改和更改是可能的。

Claims (124)

1.一种火炬，其包括主体且经配置以在所述主体中维持原子化源，其中所述主体的至少一出口端包括至少一种耐火材料。
2.如权利要求1所述的火炬，其中所述耐火材料涂覆至所述火炬的所述主体上。
3.如权利要求1所述的火炬，其中所述耐火材料以沿着所述火炬主体的纵向维度的有效长度存在。
4.如权利要求3所述的火炬，其中所述耐火材料以端子区处的有效厚度存在。
5.如权利要求1所述的火炬，其中所述整个主体包括所述耐火材料。
6.如权利要求5所述的火炬，其中所述主体包括经配置以接纳光学透明材料的开口。
7.如权利要求1所述的火炬，其中所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述耐火材料在所述内管和所述外管的一者上存在。
8.如权利要求1所述的火炬，其中所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述耐火材料在所述内管和所述外管两者上存在。
9.如权利要求1所述的火炬，其中所述主体在入口端处包括非耐火材料并且在所述出口端处包括所述耐火材料。
10.如权利要求9所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料利用粘合剂或水泥彼此耦合。
11.如权利要求9所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料彼此熔合。
12.如权利要求9所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。
13.如权利要求9所述的火炬，其中所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述内管在入口端处包括非耐火材料，且所述耐火材料在所述内管的出口端处。
14.如权利要求13所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料利用粘合剂或水泥彼此耦合。
15.如权利要求13所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料彼此熔合。
16.如权利要求13所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。
17.如权利要求13所述的火炬，其中所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中所述内管包括所述耐火材料和光学透明窗。
18.如权利要求17所述的火炬，其中所述光学透明窗经配置以允许视觉上观察所述内管内的原子化源。
19.如权利要求17所述的火炬，其中所述光学透明窗经配置以使可见光通过。
20.如权利要求1至19中任一项所述的火炬，其中所述耐火材料的任一者包括氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。
21.一种火炬，其包括中空圆柱形外管和在所述中空圆柱形外管内的中空圆柱形内管，所述中空圆柱形外管包括经配置以接纳冷却气流以使所述中空圆柱形内管的外表面冷却的流体进口，所述中空圆柱形内管经配置以接纳有效地将原子化源维持在所述中空管中的气体，其中所述中空圆柱形外管的出口端包括耐火材料。
22.如权利要求21所述的火炬，其中所述中空圆柱形内管的出口端包括耐火材料。
23.如权利要求21所述的火炬，其中所述中空圆柱形外管的入口端包括非耐火材料。
24.如权利要求23所述的火炬，其中所述非耐火材料和所述耐火材料彼此耦合。
25.如权利要求24所述的火炬，其中所述耐火材料和所述非耐火材料经由粘合剂、水泥、熔块、磨口玻璃接头中的一者或多者彼此耦合，或彼此熔合。
26.如权利要求21所述的火炬，其中所述外管的所述耐火材料在所述内管的纵向方向上包括有效长度。
27.如权利要求21所述的火炬，其中所述耐火材料涂覆至所述中空圆柱形外管的所述出口端的内表面上。
28.如权利要求21所述的火炬，其中所述出口端包括固体耐火材料。
29.如权利要求21所述的火炬，其中所述耐火材料以有效厚度存在以防止所述外管的所述出口端的降解。
30.如权利要求21至29中任一项所述的火炬，其中所述耐火材料的任一者包括氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。
31.一种火炬，其包括中空圆柱形管，所述中空圆柱形管具有包括非耐火材料的入口端和包括耐火材料的出口端，其中所述非耐火材料和所述耐火材料彼此耦合以在所述入口端与所述出口端之间提供实质上不漏流体的密封。
32.如权利要求31所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料利用粘合剂或水泥耦合。
33.如权利要求31所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料彼此熔合。
34.如权利要求31所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。
35.如权利要求31所述的火炬，其进一步包括在所述中空圆柱形管内的中空圆柱形内管，所述内管经配置以维持原子化源。
36.如权利要求35所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料利用粘合剂或水泥耦合。
37.如权利要求35所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料彼此熔合。
38.如权利要求35所述的火炬，其中所述耐火材料和非耐火材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。
39.如权利要求35所述的火炬，其中所述内管在出口端处包括耐火材料。
40.如权利要求31至39中任一项所述的火炬，其中所述耐火材料的任一者包括氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。
41.一种火炬，其包括耐火材料外管和在所述耐火材料外管中的光学透明窗。
42.如权利要求41所述的火炬，其中所述光学透明窗在所述火炬的入口端处。
43.如权利要求41所述的火炬，其中所述光学透明窗经配置以允许可见波长的光通过。
44.如权利要求41所述的火炬，其进一步包括第二光学透明窗，所述第二光学透明窗经配置以允许测量所述火炬中的物质对光的吸收。
45.如权利要求41所述的火炬，其进一步包括定位在所述耐火材料外管内的耐火材料内管，其中所述耐火材料内管包括光学透明窗。
46.如权利要求45所述的火炬，其中所述内管的所述光学透明窗与所述外管的所述光学透明窗对准。
47.如权利要求41所述的火炬，其在所述耐火材料外管中包括另一光学透明窗。
48.如权利要求41所述的火炬，其中所述光学透明窗熔合至所述耐火材料外管。
49.如权利要求41所述的火炬，其进一步包括其中所述光学透明窗经由熔块或磨口玻璃接头耦合至所述耐火材料外管。
50.如权利要求41至49中任一项所述的火炬，其中所述耐火材料的任一者包括氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。
51.一种用于维持原子化源的系统，所述系统包括：
火炬主体，其包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管，其中所述出口端包括有效长度且有效量的耐火材料以防止所述火炬主体的所述出口端的降解；以及
感应装置，其包括孔隙，所述孔隙经配置以接纳所述火炬主体且将射频能量提供至所述火炬主体以将所述原子化源维持在所述火炬主体中。
52.如权利要求51所述的系统，其中所述感应装置配置为螺旋线圈。
53.如权利要求51所述的系统，其中所述感应装置配置为至少一个板状电极。
54.如权利要求53所述的系统，其中所述感应装置配置为两个板状电极。
55.如权利要求53所述的系统，其中所述感应装置配置为三个板状电极。
56.如权利要求51所述的系统，其中所述火炬主体进一步包括包含入口端和出口端的内部中空圆柱形管，其中所述内部中空管的所述出口端包括有效长度且有效量的耐火材料以防止所述内部中空管的所述出口端的降解。
57.如权利要求51所述的系统，其进一步包括电耦合至所述感应装置的射频能量源。
58.如权利要求51所述的系统，其进一步包括经配置以检测所述火炬主体中的激发态物质的检测器。
59.如权利要求51所述的系统，其进一步包括质谱仪，所述质谱仪以流体方式耦合至所述火炬主体且经配置以接纳从所述火炬主体出来的物质。
60.如权利要求51至59中任一项所述的系统，其中所述耐火材料包括氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。
61.一种用于维持原子化源的系统，所述系统包括：
火炬，其包括包含入口端和出口端的中空圆柱形外管以及包含入口端和出口端的中空圆柱形内管，其中所述内管定位在所述外管中，其中所述内管的所述出口端包括有效长度且有效量的耐火材料以防止所述外管的所述出口端的降解；以及
感应装置，其包括孔隙，所述孔隙经配置以接纳所述火炬且将射频能量提供至所述火炬以将所述原子化源维持在所述火炬中。
62.如权利要求61所述的系统，其中所述感应装置配置为螺旋线圈。
63.如权利要求61所述的系统，其中所述感应装置配置为至少一个板状电极。
64.如权利要求63所述的系统，其中所述感应装置配置为两个板状电极。
65.如权利要求63所述的系统，其中所述感应装置配置为三个板状电极。
66.如权利要求61所述的系统，其中所述内管进一步在所述出口端处包括耐火材料。
67.如权利要求61所述的系统，其进一步包括电耦合至所述感应装置的射频能量源。
68.如权利要求61所述的系统，其进一步包括经配置以检测所述火炬主体中的激发态物质的检测器。
69.如权利要求61所述的系统，其进一步包括质谱仪，所述质谱仪以流体方式耦合至所述火炬主体且经配置以接纳从所述火炬主体出来的物质。
70.如权利要求61至69中任一项所述的系统，其中所述耐火材料包括氧化铝、氧化钇、氧化铈、氮化硅、氮化硼，或者具有超过摄氏1600度或超过摄氏2000度的工作温度的耐火材料或陶瓷中的至少一者。
71.一种火炬，其包括主体且经配置以在所述主体中维持原子化源，其中所述主体的至少一出口端包括至少一种材料，所述的至少一种材料具有的熔点高于石英的熔点。
72.如权利要求71所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少5％的熔点。
73.如权利要求71所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少10％的熔点。
74.如权利要求71所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少20％的熔点。
75.如权利要求71所述的火炬，其中所述整个主体包括所述至少一种材料，其具有的熔点高于石英的熔点。
76.如权利要求75所述的火炬，其中所述主体包括经配置以接纳光学透明材料的开口。
77.如权利要求71所述的火炬，其中所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中具有的熔点高于所述石英熔点的所述至少一种材料在所述内管和所述外管的一者上存在。
78.如权利要求71所述的火炬，其中所述主体包括外管和在所述外管内的内管，其中具有的熔点高于所述石英熔点的所述至少一种材料在所述内管和所述外管两者上存在。
79.如权利要求71所述的火炬，其中所述材料利用粘合剂或水泥彼此耦合。
80.如权利要求71所述的火炬，其中所述材料彼此熔合。
81.如权利要求71所述的火炬，其中所述材料经由熔块或磨口玻璃接头彼此耦合。
82.如权利要求71所述的火炬，其进一步在所述主体中包括光学透明窗。
83.如权利要求82所述的火炬，其中所述光学透明窗包括用于与光纤装置一起使用的有效大小。
84.如权利要求82所述的火炬，其中所述光学透明窗包括用于人类肉眼检视所述主体中的原子化源的有效大小。
85.一种火炬，其包括中空圆柱形外管和在所述中空圆柱形外管内的中空圆柱形内管，所述中空圆柱形外管包括经配置以接纳冷却气流以使所述中空圆柱形内管的外表面冷却的流体进口，所述中空圆柱形内管经配置以接纳有效地将原子化源维持在所述中空管中的气体，其中所述中空圆柱形外管的出口端包括至少一种材料，其具有的熔点高于石英的熔点。
86.如权利要求85所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少5％的熔点。
87.如权利要求85所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少10％的熔点。
88.如权利要求85所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少20％的熔点。
89.如权利要求85所述的火炬，其中所述整个主体包括所述至少一种材料，其具有的熔点高于石英的熔点。
90.一种火炬，其包括具有入口端和出口端的中空圆柱形管，所述出口端包括至少一种材料，其具有的熔点高于石英的熔点，其中所述入口端和所述出口端彼此耦合以在所述入口端与所述出口端之间提供实质上不漏流体的密封。
91.如权利要求90所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少5％的熔点。
92.如权利要求90所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少10％的熔点。
93.如权利要求90所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少20％的熔点。
94.如权利要求90所述的火炬，其中所述整个主体包括所述至少一种材料，其具有的熔点高于石英的熔点。
95.一种火炬，其包括外管和在所述外管中的光学透明窗，所述外管包括至少一种材料，其具有的熔点高于石英的熔点。
96.如权利要求95所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少5％的熔点。
97.如权利要求95所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少10％的熔点。
98.如权利要求95所述的火炬，其中所述至少一种材料包括比所述石英熔点高至少20％的熔点。
99.如权利要求95所述的火炬，其中所述整个主体包括所述至少一种材料，其具有的熔点高于石英的熔点。
100.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少600℃。
101.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少625℃。
102.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少650℃。
103.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少700℃。
104.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少725℃。
105.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少750℃。
106.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少775℃。
107.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少800℃。
108.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少825℃。
109.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少850℃。
110.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少875℃。
111.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少900℃。
112.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少925℃。
113.如权利要求99所述的火炬，其中包括高于所述石英熔点的所述熔点的所述至少一种材料的所述熔点为至少950℃。
114.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少975℃。
115.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少1000℃。
116.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少1100℃。
117.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少1200℃。
118.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少1300℃。
119.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少1400℃。
120.如权利要求99所述的火炬，其中所述至少一种材料的所述熔点为至少1500℃。
121.如权利要求99所述的火炬，其中所述火炬包括填隙材料以将所述火炬的尖端耦合至所述火炬的主体。
122.如权利要求121所述的火炬，其中所述填隙材料包括高温结合材料、高温熔块和磨口玻璃中的一者或多者。
123.如权利要求99所述的火炬，其中所述火炬包括填隙材料以将所述火炬的出口端耦合至所述火炬的主体。
124.如权利要求123所述的火炬，其中所述填隙材料包括高温结合材料、高温熔块和磨口玻璃中的一者或多者。
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