采用微波等离子体炬（MPT）作为激发光源, 通过气动雾化系统进样, 循环水冷凝-浓硫酸吸水装置作为去溶系统, 以Ar为等离子体工作气体, 建立了氩微波等离子体炬全谱仪检测矿泉水中Na, Mg, Ca, Li和Sr等五种元素的方法。 详细探究了微波功率源功率、 工作气流量及载气流量等实验参数对待测元素发射信号的影响, 并且对这些参数进行了优化。 在优化的实验条件下, 对11种瓶装饮用矿泉水进行了检测, 方法对Na, Mg, Ca, Li和Sr的检出限分别为4.4, 21, 56, 11和84 μg·mL-1, 相对标准偏差范围为1.30%～5.45%（n=6）, 加标回收率在84.6%～98.5% 之间。 实验结果表明, 此装置简单便捷、 分析成本低; 此方法分析速度快、 精确度与准确度高、 能够同时测定多种元素, 适用于矿泉水中元素检测, 为打击非法商家提供了手段, 同时也为人们的饮用水质量提供了安全保障, 有望用于食品安全、 药品安全、 临床诊断及更多领域的分析检测。

设计了一种新型的大气压微波等离子体炬结构。入射主频为2 450 MHz，基于HFSS软件对其进行了仿真研究。在仿真过程中，对该结构的各个参数进行了优化，并得出对场强分布的影响规律。结果表明，探针的使用对腔内场分布有很大影响。根据优化参数对微波等离子体炬进行了仿真模拟，在等离子体发生腔产生了高幅值的电场强度，品质因数达到2×104，可以在大气压下激发等离子体。

介绍了一台低成本的常压微波等离子体炬设备，给出了该设备构造及喷嘴的设计思路，分析了各种气体的非磁化微波等离子体的击穿电场强度，数值求解了设备中矩形TE103谐振腔中的电磁场分布，应用高频电磁场模拟分析软件HFSS优化了喷嘴在波导中的具体位置,并对优化后喷嘴周围的电场分布进行了模拟。模拟结果表明：微波输入有效功率为500 W，喷嘴伸出矩形波导1 mm时，喷嘴尖端处的电场强度在1.2×106 V·m-1以上，远大于氩气的击穿电场强度，更易于等离子体炬的激发。实验结果证明了模拟结果的正确性和装置的有效性。

设计了一个低成本、高稳定性的基于BJ22矩形波导的微波等离子体炬源。整个系统由1-10 kW主频2.45 GHz的磁控管微波功率源、环形器、调谐器和微波反应腔体组成。通过特殊设计的调谐装置，在气体喷嘴处产生高幅值的电场强度，使工作气体电离形成大气压开放式微波等离子体炬。对影响电场强度的几个关键因素进行了仿真，得出各个参数对场强的影响规律;根据仿真参数设计了微波反应腔体，该系统可以在大气压下激发和维持开放的稳定氩气、氦气、氮气和空气等离子体炬。对等离子体炬的基本特性和基本参数进行了研究，验证了设计参数的正确性，讨论了其可扩展性及潜在的工业应用。