CN103411930B - 水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置及方法，基于激光诱导击穿光谱技术，以石墨基片为水样载体，通过在自动控制旋转平台上自动加载与卸载石墨基片、水样自动进样与精确滴定、样品烘干、光谱测量与分析，实验室中有效地实现了水体重金属含量的连续在线自动检测。该方法操作简便，仅需定期添加石墨基片，检测速度快，灵敏度高，整个工作过程完全自动运行，无化学试剂，无二次污染，运行维护价格低廉，能够同时实现水体重金属多元素连续在线自动检测。本发明填补了国内在水体重金属连续在线自动检测技术领域的空白，能满足我国水体环境连续在线测量的使用要求，有着非常广阔的应用前景。

Description

水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置及方法

技术领域

本发明涉及环境水体污染监测领域，具体为水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置。

背景技术

由于工业污染排放，造成我国大气、水体、土壤重金属污染严重，污染事件频发，严重危害了人们的健康、生存与发展。

现有的检测方法仍以现场采样、实验室分析为主，主要包括原子吸收/发射光谱、电感耦合等离子质谱、离子选择性电极及伏安法等。与之相比，激光诱导击穿光谱技术则提供了一种重金属元素快速、多元素同时检测的新手段，主要是基于激光与物质相互作用产生激光等离子体光谱，通过对特征谱线强度、位置及形状等分析实现元素的定性与定量，具有分析简便、无需样品预处理、多元素同时测量等优点。现有技术存在的问题如下：

1. 原子吸收/发射光谱仪、电感耦合等离子质谱仪等实验室分析设备，需要进行负责的样品前处理，不适于在线连续检测。

2. 离子选择性电极及伏安法等电化学检测方法，能够用于在线连续检测，但是需要添加化学试剂（针对不同待测重金属元素，添加试剂不同，测量电极不同），易造成二次污染，且电极要定期更换，对于不同的水质常出现电极“中毒”现象，由于电极是主要部件，长期连续在线使用电极更换维护价格昂贵。

3.激光诱导击穿光谱技术能够实现重金属元素的快速、在线及多元素同时测量，无需添加化学试剂及复杂的样品前处理，适于水体重金属的连续在线自动检测，但目前尚无该技术的连续检测仪器。

针对我国重金属污染现状，连续在线自动检测并控制污染源（如工、矿企业废水排放）是解决重金属持续高生的关键，研发具有自主知识产权的重金属连续检测设备也将为全面提升我国环境监管能力提供科技支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：包括可在平面内沿自身中心旋转的旋转托盘，以及依次沿顺时针或逆时针分布在旋转托盘周围的石墨基片加载与卸载系统、自动进样与精确滴定系统、样品快速烘干系统、激光等离子体光谱获取系统，所述旋转托盘分别承接石墨基片加载与卸载系统、自动进样与精确滴定系统、样品快速烘干系统、激光等离子体光谱获取系统，由旋转托盘自转构成相邻系统间的传输通道，还包括电路控制系统、数据采集与处理系统，所述电路控制系统接收数据采集与处理系统的控制指令后，分别向驱动旋转托盘的电机、石墨基片加载与卸载系统、自动进样与精确滴定系统、样品快速烘干系统、激光等离子体光谱获取系统发送控制信号，所述数据采集与处理系统接收激光等离子体光谱获取系统发送的光谱测量数据。

所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述电路控制系统由单片机，以及分别接入单片机的石墨基片加载控制电路、旋转托盘控制电路、蠕动泵和电子自动滴定器控制电路、镍铬发热丝控制电路、脉冲激光其与ICCD探测器控制电路构成。

所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述数据采集与处理系统为工控机。

所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述旋转托盘由电机驱动电路控制的电机驱动，所述电路控制系统与电机驱动电路电连接，电路控制系统向电机驱动电路发送控制信号，电机驱动电路接收到控制信号后驱动电机带动旋转托盘转动。

所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：石墨基片加载与卸载系统由配置有石墨基片的加载与卸载机械结构构成，所述电路控制系统与加载与卸载机械结构电连接，加载与卸载机械结构卸载旋转托盘中已有石墨基片后，电路控制系统向加载与卸载机械结构发送控制信号，加载与卸载机械结构接收到控制信号后再向旋转托盘加载空白的石墨基片，所述石墨基片随旋转托盘转动至各个系统所在位置。

所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：自动进样与精确滴定系统由引入待测水样的蠕动泵、电子自动滴定器、蠕动泵和电子自动滴定器控制电路构成，所述电路控制系统与蠕动泵和电子自动滴定器控制电路电连接，电路控制系统向蠕动泵和电子自动滴定器控制电路发送控制信号，蠕动泵和电子自动滴定器控制电路接收到控制信号后控制蠕动泵进行待测水样的连续自动进样，并控制电子自动滴定器向旋转托盘上加载的石墨基片表面送样待测水样。

所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述样品快速烘干系统由镍铬发热丝及其供电电路构成，所述电路控制系统与供电电路电连接，电路控制系统向供电电路发送控制信号，供电电路接收到控制信号后向镍铬发热丝通电，镍铬发热丝将电热能转变为红外线，对旋转托盘上加载的石墨基片区域开放式加热，同时电路控制系统控制供电电路通电时间和电流大小，实现加热时间与温度的控制。

所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述激光等离子体光谱获取系统由脉冲激光器、光束发射聚焦透镜组、激光等离子体接收耦合透镜组、光纤、中阶梯光栅分光器和ICCD探测器构成，所述电路控制系统与脉冲激光器控制端电连接，所述数据采集与处理系统与ICCD探测器电连接，电路控制系统向脉冲激光器发送控制信号，脉冲激光器接收到控制信号后发出激光，激光经光束发射聚焦透镜组聚焦后作用在旋转托盘上加载的石墨基片表面，由激光等离子体接收耦合透镜组接收石墨基片表面待测水样产生的激光等离子体光谱信号并耦合至光纤，通过光纤将激光等离子体光谱信号传输至中阶梯光栅分光器进行分光，最后送入ICCD探测器进行光电信号的转换得到待测水样的光谱测量数据，由ICCD探测器将待测水样的光谱测量数据送入数据采集与处理系统进行数据采集与处理。

一种水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测方法，其特征在于：石墨基片加载与卸载系统将空白石墨基片自动加载到旋转托盘；由自动进样与精确滴定系统将待测量水样自动进样并定量精确滴定在空白石墨基片上设定区域；然后进入样品快速烘干系统，将滴定在石墨基片上的液体样品快速烘干，使样品中的待测重金属富集在石墨设定区域表面；最后由激光等离子体光谱获取系统完成烘干后的待测石墨基片上重金属元素的特征光谱测量与获取，并将数据传输至数据采集与处理系统进行数据采集与处理。

整个装置检测的开始与结束控制指令由数据采集与处理系统发出，经电路控制系统实现控制功能；逻辑时序及触发信号包括：首先由电路控制系统控制旋转托盘按设定方向旋转与停止；当石墨基片加载与卸载系统检测到旋转托盘中有石墨基片，将进行石墨基片卸载，然后将空白石墨基片加载到旋转托盘设定位置；然后电路控制系统控制旋转托盘旋转进入自动进样与精确滴定系统进行水样的自动进样与定量精确滴定，自动进样与滴定开始与结束时间将由电路控制系统控制；滴定后的石墨基片由电路控制系统控制旋转进入样品快速烘干系统，样品快速烘干系统的烘干温度与烘干时间由电路控制系统控制设定；完成烘干后的石墨基片由电路控制系统控制旋转进入激光等离子体光谱获取系统进行激光等离子体光谱的测量与获取。

测量原理：水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测是基于水样自动进样后精确滴定在石墨基片上，烘干后进行激光等离子体光谱测量，通过对不同重金属元素的特征谱线强度分析实现不同重金属元素含量的定量测量。

本发明基于激光诱导击穿光谱技术，以石墨基片为水样载体，通过在旋转托盘上自动加载与卸载石墨基片、水样自动进样与精确滴定、样品烘干、光谱测量与分析，实现水体重金属含量的连续在线自动检测，本发明方法操作简便，仅需定期添加石墨基片，检测速度快，灵敏度高，整个工作过程完全自动运行，无化学试剂，无二次污染，运行维护价格低廉，能够同时实现水体重金属多元素连续在线自动检测。适合于工、矿企业废水排放的连续在线自动检测与监控，以及饮用水源地水体中重金属含量的全面、连续监测预警。

本发明适用于工、矿企业排放废水、自然湖库以及饮用水源地水体中重金属污染物的连续在线自动检测，与现有的检测技术方法相比，本发明的优点如下：

（1）操作简便，无化学试剂，无二次污染；

（2）运行维护价格低廉，仅需定期添加石墨基片；

（3）以蠕动泵自动进样，实现水体重金属的连续、在线检测，无需手动水样采集；

（4）以石墨基片为载体实现水体重金属元素富集，检测灵敏度高，稳定性好；

（5）以远红外线开放式加热实现富集水样的快速烘干，无辐射，易于温度控制；

（6）以激光诱导击穿光谱技术实现不同重金属元素的同时测量，检测速度快，效率高；

（7）不仅可以实现水体重金属连续在线自动检测，而且可以在实验室分析使用。

附图说明

图1为本发明装置结构原理框图。

图2为电路控制系统结构原理框图。

图3为石墨基片结构示意图。

图4为石墨基片加载与卸载系统结构示意图。

图5为自动进样与精确滴定系统结构原理框图。

图6为样品快速烘干系统结构原理框图。

图7为激光等离子体光谱获取系统结构原理框图。

图8为本发明旋转托盘结构示意图。

具体实施方式

如图1所示。水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，包括可在平面内沿自身中心旋转的旋转托盘5，以及依次沿顺时针或逆时针分布在旋转托盘5周围的石墨基片加载与卸载系统1、自动进样与精确滴定系统2、样品快速烘干系统3、激光等离子体光谱获取系统4，旋转托盘5分别承接石墨基片加载与卸载系统1、自动进样与精确滴定系统2、样品快速烘干系统3、激光等离子体光谱获取系统4，由旋转托盘5自转构成相邻系统间的传输通道，还包括电路控制系统7、数据采集与处理系统8，电路控制系统7接收数据采集与处理系统8的控制指令后，分别向驱动旋转托盘5的电机、石墨基片加载与卸载系统1、自动进样与精确滴定系统2、样品快速烘干系统3、激光等离子体光谱获取系统4发送控制信号，数据采集与处理系统8接收激光等离子体光谱获取系统4发送的光谱测量数据。

如图2所示。电路控制系统7由单片机71，以及分别接入单片机71的石墨基片加载控制电路72、旋转托盘控制电路73、蠕动泵和电子自动滴定器控制电路74、镍铬发热丝控制电路75、脉冲激光其与ICCD探测器控制电路76构成。

数据采集与处理系统为工控机。

旋转托盘由电机驱动电路控制的电机驱动，所述电路控制系统与电机驱动电路电连接，电路控制系统向电机驱动电路发送控制信号，电机驱动电路接收到控制信号后驱动电机带动旋转托盘转动。

石墨基片加载与卸载系统由配置有石墨基片的加载与卸载机械结构构成，电路控制系统与加载与卸载机械结构电连接，加载与卸载机械结构卸载旋转托盘中已有石墨基片后，电路控制系统向加载与卸载机械结构发送控制信号，加载与卸载机械结构接收到控制信号后再向旋转托盘加载空白的石墨基片，石墨基片随旋转托盘转动至各个系统所在位置。

石墨基片12结构如图3所示。石墨基片呈圆饼状，中心为凹槽型，待测水样定量精确滴定在凹槽内，烘干后重金属元素富集在凹槽底面。

石墨基片加载与卸载系统1如图4所示。其采用推送挡块11作为加载与卸载的执行机构，当旋转托盘5旋转进入石墨基片加载与卸载系统1时，推送挡块11将使旋转托盘5中的托板移开，石墨基片12自动从旋转托盘5样品槽中落下进入石墨基片回收箱中，推送挡块11在旋转托盘5旋转一定的角度后，自动与挡板脱离，挡板也在弹簧的拉力下自动回到原位。

装置每次开机运行时，旋转托盘5中样品槽均为空置，只有执行测量命令时才开始空白石墨基片12的加载，在完成测量后均自动卸载，因此不需要石墨基片检测结构。

空白石墨基片12存放在石墨基片存放装置13中，由压紧螺母14和压紧弹簧15压紧，当电路控制系统7向加载机械结构发送控制信号，由推送挡块11将最下端一个石墨基片沿导流槽16推送至石墨基片出口17，从石墨基片出口17加载到旋转托盘5样品槽中。

如图5所示。自动进样与精确滴定系统由引入待测水样的蠕动泵61、电子自动滴定器62、蠕动泵和电子自动滴定器控制电路63构成，电路控制系统7与蠕动泵和电子自动滴定器控制电路63电连接，电路控制系统7向蠕动泵和电子自动滴定器控制电路63发送控制信号，蠕动泵和电子自动滴定器控制电路63接收到控制信号后控制蠕动泵61进行待测水样的连续自动进样，并控制电子自动滴定器62向旋转托盘5上加载的石墨基片表面送样待测水样。

如图6所示。样品快速烘干系统3由镍铬发热丝31及其供电电路32构成，电路控制系统7与供电电路32电连接，电路控制系统7向供电电路32发送控制信号，供电电路32接收到控制信号后向镍铬发热丝31通电，镍铬发热丝31将电热能转变为红外线，对旋转托盘5上加载的石墨基片区域开放式加热，同时电路控制系统7控制供电电路通电时间和电流大小，实现加热时间与温度的控制。

如图7所示。激光等离子体光谱获取系统4由脉冲激光器41、光束发射聚焦透镜组42、激光等离子体接收耦合透镜组43、光纤44、中阶梯光栅分光器45和ICCD探测器46构成，电路控制系统7与脉冲激光器41控制端电连接，数据采集与处理系统8与ICCD探测器46电连接，电路控制系统7向脉冲激光器41发送控制信号，脉冲激光器41接收到控制信号后发出激光，激光经光束发射聚焦透镜组42聚焦后作用在旋转托盘5上加载的石墨基片表面，由激光等离子体接收耦合透镜组43接收石墨基片表面待测水样产生的激光等离子体光谱信号并耦合至光纤44，通过光纤44将激光等离子体光谱信号传输至中阶梯光栅分光器45进行分光，最后送入ICCD探测器46进行光电信号的转换得到待测水样的光谱测量数据，由ICCD探测器46将待测水样的光谱测量数据送入数据采集与处理系统8进行数据采集与处理。

一种水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测方法，石墨基片加载与卸载系统将空白石墨基片自动加载到旋转托盘；由自动进样与精确滴定系统将待测量水样自动进样并定量精确滴定在空白石墨基片上设定区域；然后进入样品快速烘干系统，将滴定在石墨基片上的液体样品快速烘干，使样品中的待测重金属富集在石墨设定区域表面；最后由激光等离子体光谱获取系统完成烘干后的待测石墨基片上重金属元素的特征光谱测量与获取，并将数据传输至数据采集与处理系统进行数据采集与处理。

整个装置检测的开始与结束控制指令由数据采集与处理系统发出，经电路控制系统实现控制功能；逻辑时序及触发信号包括：首先由电路控制系统控制旋转托盘按设定方向旋转与停止；当石墨基片加载与卸载系统检测到旋转托盘中有石墨基片，将进行石墨基片卸载，然后将空白石墨基片加载到旋转托盘设定位置；然后电路控制系统控制旋转托盘旋转进入自动进样与精确滴定系统进行水样的自动进样与定量精确滴定，自动进样与滴定开始与结束时间将由电路控制系统控制；滴定后的石墨基片由电路控制系统控制旋转进入样品快速烘干系统，样品快速烘干系统的烘干温度与烘干时间由电路控制系统控制设定；完成烘干后的石墨基片由电路控制系统控制旋转进入激光等离子体光谱获取系统进行激光等离子体光谱的测量与获取。

测量过程：石墨基片加载与卸载系统1将空白（干净的）石墨基片6自动加载到旋转托盘5；由自动进样与精确滴定系统2将待测量水样自动进样并定量精确滴定在空白石墨基片6上设定区域；然后进入样品快速烘干系统3，将滴定在石墨基片6上的液体样品快速烘干，使样品中的待测重金属富集在石墨设定区域表面；最后由激光等离子体光谱获取系统4完成烘干后的待测石墨基片6上重金属元素的特征光谱测量与获取，并将数据传输至数据采集与处理系统8进行数据采集与处理。

整个装置检测的开始与结束控制指令由数据采集与处理系统8发出，经电路控制系统7实现控制功能；逻辑时序及触发信号包括：首先由电路控制系统7控制旋转托盘5按设定方向旋转与停止；当石墨基片加载与卸载系统1检测到旋转托盘5中有石墨基片，将进行石墨基片6卸载，然后将空白石墨基片6加载到旋转托盘5设定位置；然后电路控制系统7控制旋转托盘5旋转进入自动进样与精确滴定系统2进行水样的自动进样与定量精确滴定，自动进样与滴定开始与结束时间将由电路控制系统7控制；滴定后的石墨基片6由电路控制系统7控制旋转进入样品快速烘干系统3，样品快速烘干系统3的烘干温度与烘干时间由电路控制系统7控制设定；完成烘干后的石墨基片6由电路控制系统7控制旋转进入激光等离子体光谱获取系统4进行激光等离子体光谱的测量与获取。

装置各部件功能与实现：

1. 石墨基片加载与卸载系统：用于实现空白石墨基片的自动加载，并将使用后的石墨基片卸载回收，加载与卸载功能部件由电路控制系统7实现控制。

2. 自动进样与精确滴定系统：由蠕动泵实现待测水样的连续自动进样，进样时间和进样流量由电路控制系统7控制。水样的定量精确滴定由电子自动滴定器实现，事先完成水样滴定数量设置。

3. 样品快速烘干系统：用于将待测石墨基片6上的滴定水样快速烘干，快速烘干系统采用镍铬丝发热，将电热能转变为红外线，实现在石墨基片区域开放式加热，由电路控制系统7实现加热时间与温度的控制。

4. 激光等离子体光谱获取系统：实现待测石墨基片6上富集重金属元素的激光等离子体光谱测量。由脉冲激光器、光束发射聚焦透镜组、激光等离子体接收耦合透镜组、光纤、中阶梯光栅分光器和ICCD探测器组成。脉冲激光器发出的激光经光束发射聚焦透镜组聚焦后作用在石墨基片6凹槽表面，由激光等离子体接收耦合透镜组接收产生的激光等离子体光谱信号并耦合至光纤，传输至中阶梯光栅分光器进行分光，由ICCD探测器进行光电信号的转换，然后进入数据采集与处理系统8进行数据采集与处理。

5.如图8所示。 旋转托盘：用于搭载石墨基片6，如图2所示。托盘上至少有1个样品槽5-1用于定位放置石墨基片6，托盘由微型电机带动旋转，在托盘中心设置供电机的输出轴安装的电机固定孔5-2，微型电机的运转与停止时间经由电路控制系统7控制。旋转托盘结构图中托板5-3通过控制可以旋转移开，在石墨基片加载与卸载系统1中实现石墨基片6的卸载。

6. 石墨基片：用于存储待测水样，石墨材料制作，呈圆饼状，中心为凹槽型，待测水样定量精确滴定在凹槽内，烘干后重金属元素富集在凹槽底面。

7. 电路控制系统：电路控制系统用于发出逻辑时序控制触发信号，包括石墨基片加载与卸载系统1、自动进样与精确滴定系统2、样品快速烘干系统3、激光等离子体光谱获取系统4和旋转托盘5，实现石墨基片的自动加载与卸载、水样的自动进样与定量精确滴定、样品自动烘干温度与时间、激光等离子体光谱测量开始与结束时间以及旋转托盘的转动控制。

8. 数据采集与处理系统：用于激光等离子体光谱获取系统4转换后的光谱数据采集与处理，整个系统的工作执行指令也由数据采集与处理系统直接发出给电路控制系统7。

利用上述装置进行水体重金属的连续在线自动检测，避免了手动采样、实验室分析，以及添加化学试剂造成的水体二次污染问题；操作简便，测量快速，灵敏度高，多元素同时测量，运行维护成本低；能够有效用于工、矿企业废水排放的连续在线自动检测与监控，自然湖、库与饮用水源地水体中重金属含量的全面、连续监测预警。

根据本发明中提出的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置及方法，在实验室中有效地实现了水体重金属多元素的（Cr、Cd、Pb、Cu、Zn、Ni等）快速连续在线自动测量。主要性能指标如表1所示。

表1 水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置性能指标

Claims (9)

1.水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：包括可在平面内沿自身中心旋转的旋转托盘，以及依次沿顺时针或逆时针分布在旋转托盘周围的石墨基片加载与卸载系统、自动进样与精确滴定系统、样品快速烘干系统、激光等离子体光谱获取系统，所述旋转托盘分别承接石墨基片加载与卸载系统、自动进样与精确滴定系统、样品快速烘干系统、激光等离子体光谱获取系统，由旋转托盘自转构成相邻系统间的传输通道，还包括电路控制系统、数据采集与处理系统，所述电路控制系统接收数据采集与处理系统的控制指令后，分别向驱动旋转托盘的电机、石墨基片加载与卸载系统、自动进样与精确滴定系统、样品快速烘干系统、激光等离子体光谱获取系统发送控制信号，所述数据采集与处理系统接收激光等离子体光谱获取系统发送的光谱测量数据。

2.根据权利要求1所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述电路控制系统由单片机，以及分别接入单片机的石墨基片加载控制电路、旋转托盘控制电路、蠕动泵和电子自动滴定器控制电路、镍铬发热丝控制电路、脉冲激光器与ICCD探测器控制电路构成。

3.根据权利要求1所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述数据采集与处理系统为工控机。

4.根据权利要求1所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述旋转托盘由电机驱动电路控制的电机驱动，所述电路控制系统与电机驱动电路电连接，电路控制系统向电机驱动电路发送控制信号，电机驱动电路接收到控制信号后驱动电机带动旋转托盘转动。

5.根据权利要求1所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：石墨基片加载与卸载系统由配置有石墨基片的加载与卸载机械结构构成，所述电路控制系统与加载与卸载机械结构电连接，加载与卸载机械结构卸载旋转托盘中已有石墨基片后，电路控制系统向加载与卸载机械结构发送控制信号，加载与卸载机械结构接收到控制信号后再向旋转托盘加载空白的石墨基片，所述石墨基片随旋转托盘转动至各个系统所在位置。

6.根据权利要求1或5所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：自动进样与精确滴定系统由引入待测水样的蠕动泵、电子自动滴定器、蠕动泵和电子自动滴定器控制电路构成，所述电路控制系统与蠕动泵和电子自动滴定器控制电路电连接，电路控制系统向蠕动泵和电子自动滴定器控制电路发送控制信号，蠕动泵和电子自动滴定器控制电路接收到控制信号后控制蠕动泵进行待测水样的连续自动进样，并控制电子自动滴定器向旋转托盘上加载的石墨基片表面滴定待测水样。

7.根据权利要求1所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述样品快速烘干系统由镍铬发热丝及其供电电路构成，所述电路控制系统与供电电路电连接，电路控制系统向供电电路发送控制信号，供电电路接收到控制信号后向镍铬发热丝通电，镍铬发热丝将电热能转变为红外线，对旋转托盘上加载的石墨基片区域开放式加热，同时电路控制系统控制供电电路通电时间和电流大小，实现加热时间与温度的控制。

8.根据权利要求1所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置，其特征在于：所述激光等离子体光谱获取系统由脉冲激光器、光束发射聚焦透镜组、激光等离子体接收耦合透镜组、光纤、中阶梯光栅分光器和ICCD探测器构成，所述电路控制系统与脉冲激光器控制端电连接，所述数据采集与处理系统与ICCD探测器电连接，电路控制系统向脉冲激光器发送控制信号，脉冲激光器接收到控制信号后发出激光，激光经光束发射聚焦透镜组聚焦后作用在旋转托盘上加载的石墨基片表面，由激光等离子体接收耦合透镜组接收石墨基片表面待测水样产生的激光等离子体光谱信号并耦合至光纤，通过光纤将激光等离子体光谱信号传输至中阶梯光栅分光器进行分光，最后送入ICCD探测器进行光电信号的转换得到待测水样的光谱测量数据，由ICCD探测器将待测水样的光谱测量数据送入数据采集与处理系统进行数据采集与处理。

9.一种基于权利要求1所述的水体重金属激光诱导击穿光谱连续检测装置的检测方法，其特征在于：石墨基片加载与卸载系统将空白石墨基片自动加载到旋转托盘；由自动进样与精确滴定系统将待测量水样自动进样并定量精确滴定在空白石墨基片上设定区域；然后进入样品快速烘干系统，将滴定在石墨基片上的液体样品快速烘干，使样品中的待测重金属富集在石墨设定区域表面；最后由激光等离子体光谱获取系统完成烘干后的待测石墨基片上重金属元素的特征光谱测量与获取，并将数据传输至数据采集与处理系统进行数据采集与处理；

整个装置检测的开始与结束控制指令由数据采集与处理系统发出，经电路控制系统实现控制功能；逻辑时序及触发信号包括：首先由电路控制系统控制旋转托盘按设定方向旋转与停止；当石墨基片加载与卸载系统检测到旋转托盘中有石墨基片，将进行石墨基片卸载，然后将空白石墨基片加载到旋转托盘设定位置；然后电路控制系统控制旋转托盘旋转进入自动进样与精确滴定系统进行水样的自动进样与定量精确滴定，自动进样与滴定开始与结束时间将由电路控制系统控制；滴定后的石墨基片由电路控制系统控制旋转进入样品快速烘干系统，样品快速烘干系统的烘干温度与烘干时间由电路控制系统控制设定；完成烘干后的石墨基片由电路控制系统控制旋转进入激光等离子体光谱获取系统进行激光等离子体光谱的测量与获取。