CN111272657A - 激光诱导光谱仪 - Google Patents

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CN111272657A CN202010132683.1A CN202010132683A CN111272657A CN 111272657 A CN111272657 A CN 111272657A CN 202010132683 A CN202010132683 A CN 202010132683A CN 111272657 A CN111272657 A CN 111272657A
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李智文
曹海峰
郑日新
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Abstract

本发明公开了一种激光诱导光谱仪，包括光栅，所述光栅由安装结构支撑，所述安装结构包括光栅座，用以固定所述光栅；支撑座，用以背靠式支撑所述光栅座；所述支撑座具有能够解锁的夹紧部，所述支撑座上设有轴孔，所述轴孔内穿设转轴，所述转轴通过夹紧部固定；所述光栅座固定在所述转轴上；底座，所述支撑座通过能够拆卸的锁紧件固定在所述底座上，所述锁紧件上套设有调节垫片，所述调节垫片用于调节所述支撑座的局部高度。本发明的激光诱导光谱仪，通过多方位调节光栅的位置来确保光谱仪的测量精度和准确度，以及方便实地校准光谱仪。

Description

激光诱导光谱仪
技术领域
本发明涉及光谱测量技术领域，具体涉及一种激光诱导光谱仪。
背景技术
激光诱导光谱仪具有快速、原位、远距离、无需制样的技术优势，用于检测分析任何形态的物质元素，是目前国内外科学仪器开发技术的前沿产品，其利用脉冲激光束经透镜会聚辐照在固体靶的表面，发射出具有特定波长的光辐射从而分析含量成份。光栅是激光诱导光谱仪的核心部件，穿透待测目标物的激光经过光栅衍射进入光探测器，光栅的位置对光谱测量的精度和准确度至关重要。现有技术中，安装在光谱仪结构内部的光栅位置不能调节，一定程度上影响测量精度和准确度，以及，不方便实地校准光谱仪。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种激光诱导光谱仪，通过多方位调节光栅的位置来确保光谱仪的测量精度和准确度，以及方便实地校准光谱仪。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种激光诱导光谱仪，包括光栅，所述光栅由安装结构支撑，所述安装结构包括，
光栅座，用以固定所述光栅；
支撑座，用以背靠式支撑所述光栅座；所述支撑座具有能够解锁的夹紧部，所述支撑座上设有轴孔，所述轴孔内穿设转轴，所述转轴通过夹紧部固定；所述光栅座固定在所述转轴上；
底座，所述支撑座通过能够拆卸的锁紧件固定在所述底座上，所述锁紧件上套设有调节垫片，所述调节垫片用于调节所述支撑座的局部高度。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述支撑座通过三组锁紧件能够拆卸的固定在所述底座上；所述三组锁紧件三角形分布，至少一组锁紧件上套设有调节垫片。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括通过改变所述调节垫片的厚度调节所述支撑座的局部高度。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述光栅座包括底盘和外护套，所述外护套的中心设有阶梯通孔，所述底盘被收容于所述阶梯通孔内，其轴向的第一端面连接所述转轴，其轴向的第二端面抵接所述阶梯通孔的轴向内壁，所述光栅位于底盘第二端面和阶梯通孔轴向内壁之间被夹持固定。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述底盘圆周方向的外壁与阶梯通孔圆周方向的内壁抵接，所述底盘和外护套通过圆周方向的多个固定件连接固定。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述外护套轴向一端抵接所述支撑座，与之相对的另一端设有锯齿面。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述夹紧部具有相对设置的一对弹性夹臂，所述一对弹性夹臂通过锁杆连接，正向转动所述锁杆至所述一对弹性夹臂贴合时，所述转轴被固定；反向转动所述锁杆至所述一对弹性夹臂分开时，所述转轴被解锁至自由态。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述激光诱导光谱仪还包括，
激光器，其用于发射穿过待测目标物的脉冲激光束；
穿透所述待测目标物的激光经过所述光栅衍射；
以及探测器，其用于接收所述光栅的衍射光。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述探测器包括CCD芯片、信号采集器和带处理器的主控板，所述CCD芯片用于将衍射光信号转换成电信号，所述信号采集器采集所述电信号并传输至所述处理器，所述处理器通过分析所述电信号获得所述待测目标物的化学成分。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述激光诱导光谱仪还包括，
第一激光聚光镜，配置在所述激光器和待测目标物之间的光路上，用于聚焦脉冲激光束作用于待测目标物上；
第二激光聚光镜，配置在所述待测目标物和光栅之间的光路上，用于聚焦激光作用于光栅上。
本发明的有益效果：
本发明的激光诱导光谱仪，光栅固定在光栅座上，转动转轴能够调节光栅位于平面内的角度，通过调节垫片能够调节光栅的俯仰角和倾斜度，以此来多方位调节光栅的位置，确保光谱仪的测量精度和准确度，以及方便实地校准光谱仪。另一方面，优化结构设计的安装结构，具有光栅位置调节的便捷性，以及光栅位置调节后的固定稳定性的特点。
附图说明
图1是本发明优选实施例中激光诱导光谱仪的结构示意图；
图2是本发明优选实施例中安装结构的第一视角结构示意图；
图3是本发明优选实施例中安装结构的第二视角结构示意图。
图中标号说明：
1-待测目标物；
2-光栅，21-光栅座，22-支撑座，23-弹性夹臂，24-转轴，25-底座，26-锁紧件，27-调节垫片，28-底盘，29-外护套，30-固定件，31- 锯齿面，32-锁杆，33-轴孔，34-阶梯通孔；
4-激光器，6-CCD芯片，8-信号采集器，10-主控板，12-第一激光聚光镜，14-第二激光聚光镜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
本实施例公开一种激光诱导光谱仪，参照图1所示，其包括光栅 2、激光器4和探测器。上述激光器4用于产生并发射穿过待测目标物1的脉冲激光束；穿透上述待测目标物1的激光经过上述光栅2衍射；上述探测器用于接收上述光栅2的衍射光。其中，上述探测器包括CCD芯片6、信号采集器8和带处理器的主控板10，上述CCD芯片6用于将光栅2的衍射光信号转换成电信号，上述信号采集器8采集上述电信号并传输至上述处理器，上述处理器通过分析上述电信号获得上述待测目标物1的化学成分。
为了提高检测精度，上述激光诱导光谱仪还包括第一激光聚光镜 12和第二激光聚光镜14，上述第一激光聚光镜12配置在上述激光器 4和待测目标物1之间的光路上，用于聚焦脉冲激光束作用于待测目标物1上；上述第一激光聚光镜14配置在上述待测目标物1和光栅 2之间的光路上，用于聚焦激光作用于光栅上。
以上，光栅2由安装结构支撑配置在光谱仪结构内部，作为本实施例的进一步改进，上述光栅2由安装结构支撑能够多方位调节位置，参照图2～3所示，该安装结构为：
上述安装结构包括光栅座21、支撑座22和底座25，其中，上述光栅座21用以固定上述光栅2，上述支撑座22用以背靠式支撑上述光栅座21，上述支撑座22通过能够拆卸的锁紧件26固定在上述底座25上，安装结构通过底座25接触光谱仪内部结构固定。
具体的，参照图2～3所示，上述光栅座21包括底盘28和外护套 29，上述外护套29的中心设有阶梯通孔34，此处，阶梯通孔34为彼此同轴连通、且半径不同的两组通孔；上述底盘28被收容于上述阶梯通孔34(大半径通孔)内，其轴向的第一端面连接转轴24，其轴向的第二端面抵接上述阶梯通孔的轴向内壁(大半径通孔的轴向内壁)。其中，上述底盘28和外护套29固定时，上述底盘28圆周方向的外壁与阶梯通孔(大半径通孔)圆周方向的内壁抵接，上述底盘 28和外护套29通过圆周方向的多个固定件30连接固定。
上述光栅2位于底盘28第二端面和阶梯通孔轴向内壁之间被夹持固定，穿透待测目标物1的激光从阶梯通孔34的小半径通孔中射向光栅2。其中，上述外护套29轴向一端抵接上述支撑座22，与之相对的另一端设有锯齿面31，该锯齿面31能够有效减少衍射光的光损。
参照图2～3所示，上述支撑座21上设有轴孔33，上述转轴24 穿设于轴孔33内通过能够解锁的夹紧部固定。具体的，上述夹紧部具有相对设置的一对弹性夹臂23，上述一对弹性夹臂23通过锁杆32 连接，正向转动上述锁杆32至上述一对弹性夹臂23贴合时，上述转轴24被固定；反向转动上述锁杆32至上述一对弹性夹臂23分开时，上述转轴24被解锁至自由态。
上述光栅2固定在光栅座21上，转轴24倍解锁至自由态时，根据需要转动转轴24，转动转轴24目的在于调节光栅2位于平面内的角度；当光栅2转动至目标角度后，正向转动上述锁杆32至上述一对弹性夹臂23贴合，此时转轴24被稳定固定。
进一步的，上述支撑座22通过能够拆卸的锁紧件26固定在上述底座25上，此处，锁紧件26优选使用螺纹配合的螺钉和螺纹孔，或者螺纹配合的螺杆和螺母。考虑固定稳定性和可靠性，上述支撑座 22通过三组锁紧件26能够拆卸的固定在上述底座25上，上述三组锁紧件26三角形分布；至少一组锁紧件26上套设有调节垫片27，上述调节垫片27用于调节上述支撑座22的局部高度，通过调节支撑座22的局部高度来调节光栅2的俯仰角和倾斜度，以此实现光栅2 位置的多方位调节。
在本实施例的其它技术方案中，还通过改变上述调节垫片27的厚度调节上述支撑座22的局部高度，进而调节光栅2的俯仰角和倾斜度。
以上，本发明的激光诱导光谱仪，光栅固定在光栅座上，转动转轴能够调节光栅位于平面内的角度，通过调节垫片能够调节光栅的俯仰角和倾斜度，以此来多方位调节光栅的位置，确保光谱仪的测量精度和准确度，以及方便实地校准光谱仪。另一方面，优化结构设计的安装结构，具有光栅位置调节的便捷性，以及光栅位置调节后的固定稳定性的特点。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种激光诱导光谱仪，包括光栅，其特征在于：所述光栅由安装结构支撑，所述安装结构包括，
光栅座，用以固定所述光栅；
支撑座，用以背靠式支撑所述光栅座；所述支撑座具有能够解锁的夹紧部，所述支撑座上设有轴孔，所述轴孔内穿设转轴，所述转轴通过夹紧部固定；所述光栅座固定在所述转轴上；
底座，所述支撑座通过能够拆卸的锁紧件固定在所述底座上，所述锁紧件上套设有调节垫片，所述调节垫片用于调节所述支撑座的局部高度。
2.如权利要求1所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述支撑座通过三组锁紧件能够拆卸的固定在所述底座上；所述三组锁紧件三角形分布，至少一组锁紧件上套设有调节垫片。
3.如权利要求1或2所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：通过改变所述调节垫片的厚度调节所述支撑座的局部高度。
4.如权利要求1所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述光栅座包括底盘和外护套，所述外护套的中心设有阶梯通孔，所述底盘被收容于所述阶梯通孔内，其轴向的第一端面连接所述转轴，其轴向的第二端面抵接所述阶梯通孔的轴向内壁，所述光栅位于底盘第二端面和阶梯通孔轴向内壁之间被夹持固定。
5.如权利要求4所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述底盘圆周方向的外壁与阶梯通孔圆周方向的内壁抵接，所述底盘和外护套通过圆周方向的多个固定件连接固定。
6.如权利要求4所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述外护套轴向一端抵接所述支撑座，与之相对的另一端设有锯齿面。
7.如权利要求1所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述夹紧部具有相对设置的一对弹性夹臂，所述一对弹性夹臂通过锁杆连接，正向转动所述锁杆至所述一对弹性夹臂贴合时，所述转轴被固定；反向转动所述锁杆至所述一对弹性夹臂分开时，所述转轴被解锁至自由态。
8.如权利要求1-2、4-7任一项所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述激光诱导光谱仪还包括，
激光器，其用于发射穿过待测目标物的脉冲激光束；
穿透所述待测目标物的激光经过所述光栅衍射；
以及探测器，其用于接收所述光栅的衍射光。
9.如权利要求8所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述探测器包括CCD芯片、信号采集器和带处理器的主控板，所述CCD芯片用于将衍射光信号转换成电信号，所述信号采集器采集所述电信号并传输至所述处理器，所述处理器通过分析所述电信号获得所述待测目标物的化学成分。
10.如权利要求8所述的激光诱导光谱仪，其特征在于：所述激光诱导光谱仪还包括，
第一激光聚光镜，配置在所述激光器和待测目标物之间的光路上，用于聚焦脉冲激光束作用于待测目标物上；
第二激光聚光镜，配置在所述待测目标物和光栅之间的光路上，用于聚焦激光作用于光栅上。
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