CN111912832A - 一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，包括卡板，移动平台，移动回型滑块，直线滑轨，检测筒，聚焦透镜，机壳，检测管，脉冲激光器，电子计算机，单色仪，数据采集单元，可位置调节支撑架结构，可散热降温扇结构和样品收集过滤罐结构，所述的卡板均横向螺栓连接在移动平台的左侧上下两部；所述的移动平台纵向螺栓连接在移动回型滑块之间的内侧。本发明移动座，活动轴，扁头衬杆，支撑底架，衔接座和电动推杆的设置，有利于根据检测需求进行位置调节，满足检测操作需求。

Description

一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪
技术领域
本发明属于应用光谱技术领域，尤其涉及一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪。
背景技术
激光诱导击穿光谱(Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)技术是将一束高能量的脉冲激光聚焦到某一待分析物质的表面产生高温等离子体，被激光剥离出来的少量物质在高温等离子体中被原子化和离子化，并发出原子或者离子的特征光谱辐射。通过分析光谱强度来实现对样品中元素浓度(或者含量)的分析。该技术具有无需复杂的样品前处理过程、可以实现快速、工业在线和远距离分析等特点。然而单脉冲的LIBS技术的分析灵敏度不高，因而制约了其在痕量元素快速分析领域中的应用。目前国际上发展出了双脉冲LIBS技术，其分析灵敏度能比单脉冲LIBS技术高出1-2个数量级。双脉冲LIBS需要两台脉冲激光器，缺点一是其系统复杂、成本高，缺点二是光脉冲的脉冲宽度无法随意调节，波长也受到限制，因而无法从本质上对这些物理参数进行最佳化。
目前在很多场合，需要对样品中的痕量元素进行含量分析：可以是有害杂质的分析(比如各种工农业产品中的有害重金属元素)，也可以是关键的功能性的成分或者物质的分析(比如特殊合金中功能性的微量元素)。
但是现有的光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪还存在着无法位置调节，不具备散热功能和无法收集检测后的样品的问题。
因此，发明一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪显得非常必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，以解决现有的光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪存在着无法位置调节，不具备散热功能和无法收集检测后的样品的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，包括卡板，移动平台，移动回型滑块，直线滑轨，检测筒，聚焦透镜，机壳，检测管，脉冲激光器，电子计算机，单色仪，数据采集单元，可位置调节支撑架结构，可散热降温扇结构和样品收集过滤罐结构，所述的卡板均横向螺栓连接在移动平台的左侧上下两部；所述的移动平台纵向螺栓连接在移动回型滑块之间的内侧；所述的移动回型滑块滑动套接在直线滑轨的外壁；所述的直线滑轨均横向螺栓连接在检测筒的上下两侧；所述的检测筒的内部中间部位镶嵌有聚焦透镜；所述的检测筒横向左端螺纹连接在机壳的右上侧观察口处；所述的检测管横向一端螺纹连接脉冲激光器，另一端螺纹连接检测筒的左端；所述的电子计算机螺钉连接在单色仪的上部；所述的单色仪螺钉连接在数据采集单元的上部；所述的数据采集单元螺钉连接在机壳的内侧底部；所述的脉冲激光器纵向螺钉连接在机壳的内侧左上壁；所述的可位置调节支撑架结构，可散热降温扇结构和样品收集过滤罐结构均与机壳相连接；所述的可位置调节支撑架结构包括移动座，活动轴，扁头衬杆，支撑底架，衔接座和电动推杆，所述的移动座纵向通过活动轴安装在扁头衬杆的上端；所述的扁头衬杆纵向下端螺纹连接在支撑底架的右上侧中间部位；所述的支撑底架的左上侧中间部位螺栓连接有衔接座；所述的电动推杆一端轴接在衔接座的内部，另一端轴接在移动座的内部中间部位。
优选的，所述的可散热降温扇结构包括散热扇，风箱，降温管，制冷机，降温箱和防护网，所述的散热扇均螺钉连接在风箱的上部左右两侧；所述的风箱的内部设置有降温管；所述的降温管一端螺纹连接制冷机的进口处，另一端螺纹连接制冷机的进口处；所述的制冷机螺钉连接在降温箱的左端；所述的降温箱的内部中间部位横向螺钉连接有防护网。
优选的，所述的样品收集过滤罐结构包括连接座，样品收集盒，收集罐，过滤网，清理底板和快拆螺栓，所述的连接座横向右端螺栓连接在样品收集盒的左侧中间部位；所述的样品收集盒下端出口处螺纹连接收集罐的上端；所述的收集罐的内部中上侧螺钉连接有过滤网；所述的收集罐的底部出口处设置有清理底板，并通过快拆螺栓紧固连接设置。
优选的，所述的移动座纵向上端螺栓连接在机壳的下部中间部位。
优选的，所述的降温箱横向下部出口处螺栓连接在机壳的上部进口处。
优选的，所述的降温管采用紫铜冷凝管。
优选的，所述的防护网采用长方形不锈钢滤网。
优选的，所述的连接座横向左端螺栓连接在机壳的右下侧。
优选的，所述的样品收集盒采用铝合金盒。
优选的，所述的过滤网采用长方形不锈钢滤网。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中，所述的移动座，活动轴，扁头衬杆，支撑底架，衔接座和电动推杆的设置，有利于根据检测需求进行位置调节，满足检测操作需求。
本发明中，所述的散热扇，风箱，降温管，制冷机，降温箱和防护网的设置，有利于对机壳内部元器件进行降温散热，以保证仪器工作稳定性。
本发明中，所述的连接座，样品收集盒，收集罐，过滤网，清理底板和快拆螺栓的设置，有利于收集样品，避免环境污染，可进行拆卸清理，便于维护。
本发明中，所述的卡板，移动平台，移动回型滑块和直线滑轨的设置，有利于移动样品位置，便于进行检测操作。
本发明中，所述的检测筒，聚焦透镜，检测管和脉冲激光器的设置，有利于保证检测稳定性。
本发明中，所述的机壳的设置，有利于起到良好保护作用。
本发明中，所述的防护网的设置，有利于起到滤杂作用，保证过滤效果。
本发明中，所述的过滤网的设置，有利于起到滤杂作用，保证样品干净性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的可位置调节支撑架结构的结构示意图。
图3是本发明的可散热降温扇结构的结构示意图。
图4是本发明的样品收集过滤罐结构的结构示意图。
图1至图4中：
1、卡板；2、移动平台；3、移动回型滑块；4、直线滑轨；5、检测筒；6、聚焦透镜；7、机壳；8、检测管；9、脉冲激光器；10、电子计算机；11、单色仪；12、数据采集单元；13、可位置调节支撑架结构；131、移动座；132、活动轴；133、扁头衬杆；134、支撑底架；135、衔接座；136、电动推杆；14、可散热降温扇结构；141、散热扇；142、风箱；143、降温管；144、制冷机；145、降温箱；146、防护网；15、样品收集过滤罐结构；151、连接座；152、样品收集盒；153、收集罐；154、过滤网；155、清理底板；156、快拆螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述：
如附图1和附图2所示，本发明所述的一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，包括卡板1，移动平台2，移动回型滑块3，直线滑轨4，检测筒5，聚焦透镜6，机壳7，检测管8，脉冲激光器9，电子计算机10，单色仪11，数据采集单元12，可位置调节支撑架结构13，可散热降温扇结构14和样品收集过滤罐结构15，所述的卡板1均横向螺栓连接在移动平台2的左侧上下两部；所述的移动平台2纵向螺栓连接在移动回型滑块3之间的内侧；所述的移动回型滑块3滑动套接在直线滑轨4的外壁；所述的直线滑轨4均横向螺栓连接在检测筒5的上下两侧；所述的检测筒5的内部中间部位镶嵌有聚焦透镜6；所述的检测筒5横向左端螺纹连接在机壳7的右上侧观察口处；所述的检测管8横向一端螺纹连接脉冲激光器9，另一端螺纹连接检测筒5的左端；所述的电子计算机10螺钉连接在单色仪11的上部；所述的单色仪11螺钉连接在数据采集单元12的上部；所述的数据采集单元12螺钉连接在机壳7的内侧底部；所述的脉冲激光器9纵向螺钉连接在机壳7的内侧左上壁；所述的可位置调节支撑架结构13，可散热降温扇结构14和样品收集过滤罐结构15均与机壳7相连接；所述的可位置调节支撑架结构13包括移动座131，活动轴132，扁头衬杆133，支撑底架134，衔接座135和电动推杆136，所述的移动座131纵向通过活动轴132安装在扁头衬杆133的上端；所述的扁头衬杆133纵向下端螺纹连接在支撑底架134的右上侧中间部位；所述的支撑底架134的左上侧中间部位螺栓连接有衔接座135；所述的电动推杆136一端轴接在衔接座135的内部，另一端轴接在移动座131的内部中间部位，根据检测需求需求，可将外部电源与电动推杆136接通，使得电动推杆136在衔接座135和移动座131之间移动，即可使得移动座131通过活动轴132在扁头衬杆133上端移动，即可改变机壳7的倾斜位置，以便于进行检测操作。
本实施方案中，结合附图3所示，所述的可散热降温扇结构14包括散热扇141，风箱142，降温管143，制冷机144，降温箱145和防护网146，所述的散热扇141均螺钉连接在风箱142的上部左右两侧；所述的风箱142的内部设置有降温管143；所述的降温管143一端螺纹连接制冷机144的进口处，另一端螺纹连接制冷机144的进口处；所述的制冷机144螺钉连接在降温箱145的左端；所述的降温箱145的内部中间部位横向螺钉连接有防护网146，通过散热扇141和制冷机144动作，使得散热扇141不断向风箱142内部吹风，并将降温管143散出的冷气吹入机壳7内部，可进行元器件散热工作，保证仪器工作稳定性，通过防护网146起到过滤作用，保证散热干净性。
本实施方案中，结合附图4所示，所述的样品收集过滤罐结构15包括连接座151，样品收集盒152，收集罐153，过滤网154，清理底板155和快拆螺栓156，所述的连接座151横向右端螺栓连接在样品收集盒152的左侧中间部位；所述的样品收集盒152下端出口处螺纹连接收集罐153的上端；所述的收集罐153的内部中上侧螺钉连接有过滤网154；所述的收集罐153的底部出口处设置有清理底板155，并通过快拆螺栓156紧固连接设置，将检测后的样品置于样品收集盒152内部，并通过收集罐153内部的过滤网154进行过滤杂质，便于进行收集，通过取下清理底板155和快拆螺栓156，可进行清理操作，保证样品不会污染环境。
本实施方案中，具体的，所述的移动座131纵向上端螺栓连接在机壳7的下部中间部位。
本实施方案中，具体的，所述的降温箱145横向下部出口处螺栓连接在机壳7的上部进口处。
本实施方案中，具体的，所述的降温管143采用紫铜冷凝管。
本实施方案中，具体的，所述的防护网146采用长方形不锈钢滤网。
本实施方案中，具体的，所述的连接座151横向左端螺栓连接在机壳7的右下侧。
本实施方案中，具体的，所述的样品收集盒152采用铝合金盒。
本实施方案中，具体的，所述的过滤网154采用长方形不锈钢滤网。
本实施方案中，具体的，所述的移动平台2放置有样品，所述的脉冲激光器9产生的激光通过所述的聚焦透镜6聚焦在样品上，经过所述的数据采集单元12数据处理，并通过所述的电子计算机10将数据经由所述的单色仪11显示出来。
本实施方案中，具体的，所述的脉冲激光器9为电光调Q Nd:YAG激光器，脉冲重复率1-10Hz，单脉冲能量30-100mJ；所述的聚焦透镜6为普通K9玻璃透镜，焦距10-15厘米。
本实施方案中，具体的，所述的单色仪11的焦距为30厘米或者50厘米，还可以采用光谱仪。
本实施方案中，具体的，所述的数据采集单元12连接电子计算机10，所述的电子计算机10连接单色仪11。
本实施方案中，具体的，所述的电动推杆136采用LX600型电动推杆，所述的制冷机144采用小型压缩机，所述的散热扇141采用12308型散热扇。
工作原理
本发明中，将样品置于卡板1之间，通过移动调节移动回型滑块3在直线滑轨4外壁的位置，即可改变移动平台2的位置，脉冲激光器9产生的激光通过所述的聚焦透镜6聚焦在样品上，经过所述的数据采集单元12数据处理，并通过所述的电子计算机10将数据经由所述的单色仪11显示出来，根据检测需求需求，可将外部电源与电动推杆136接通，使得电动推杆136在衔接座135和移动座131之间移动，即可使得移动座131通过活动轴132在扁头衬杆133上端移动，即可改变机壳7的倾斜位置，以便于进行检测操作，通过散热扇141和制冷机144动作，使得散热扇141不断向风箱142内部吹风，并将降温管143散出的冷气吹入机壳7内部，可进行元器件散热工作，保证仪器工作稳定性，通过防护网146起到过滤作用，保证散热干净性，将检测后的样品置于样品收集盒152内部，并通过收集罐153内部的过滤网154进行过滤杂质，便于进行收集，通过取下清理底板155和快拆螺栓156，可进行清理操作，保证样品不会污染环境。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，该可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪包括卡板(1)，移动平台(2)，移动回型滑块(3)，直线滑轨(4)，检测筒(5)，聚焦透镜(6)，机壳(7)，检测管(8)，脉冲激光器(9)，电子计算机(10)，单色仪(11)，数据采集单元(12)，可位置调节支撑架结构(13)，可散热降温扇结构(14)和样品收集过滤罐结构(15)，所述的卡板(1)均横向螺栓连接在移动平台(2)的左侧上下两部；所述的移动平台(2)纵向螺栓连接在移动回型滑块(3)之间的内侧；所述的移动回型滑块(3)滑动套接在直线滑轨(4)的外壁；所述的直线滑轨(4)均横向螺栓连接在检测筒(5)的上下两侧；所述的检测筒(5)的内部中间部位镶嵌有聚焦透镜(6)；所述的检测筒(5)横向左端螺纹连接在机壳(7)的右上侧观察口处；所述的检测管(8)横向一端螺纹连接脉冲激光器(9)，另一端螺纹连接检测筒(5)的左端；所述的电子计算机(10)螺钉连接在单色仪(11)的上部；所述的单色仪(11)螺钉连接在数据采集单元(12)的上部；所述的数据采集单元(12)螺钉连接在机壳(7)的内侧底部；所述的脉冲激光器(9)纵向螺钉连接在机壳(7)的内侧左上壁；所述的可位置调节支撑架结构(13)，可散热降温扇结构(14)和样品收集过滤罐结构(15)均与机壳(7)相连接；所述的可位置调节支撑架结构(13)包括移动座(131)，活动轴(132)，扁头衬杆(133)，支撑底架(134)，衔接座(135)和电动推杆(136)，所述的移动座(131)纵向通过活动轴(132)安装在扁头衬杆(133)的上端；所述的扁头衬杆(133)纵向下端螺纹连接在支撑底架(134)的右上侧中间部位；所述的支撑底架(134)的左上侧中间部位螺栓连接有衔接座(135)；所述的电动推杆(136)一端轴接在衔接座(135)的内部，另一端轴接在移动座(131)的内部中间部位。
2.如权利要求1所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的可散热降温扇结构(14)包括散热扇(141)，风箱(142)，降温管(143)，制冷机(144)，降温箱(145)和防护网(146)，所述的散热扇(141)均螺钉连接在风箱(142)的上部左右两侧；所述的风箱(142)的内部设置有降温管(143)；所述的降温管(143)一端螺纹连接制冷机(144)的进口处，另一端螺纹连接制冷机(144)的进口处；所述的制冷机(144)螺钉连接在降温箱(145)的左端；所述的降温箱(145)的内部中间部位横向螺钉连接有防护网(146)。
3.如权利要求1所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的样品收集过滤罐结构(15)包括连接座(151)，样品收集盒(152)，收集罐(153)，过滤网(154)，清理底板(155)和快拆螺栓(156)，所述的连接座(151)横向右端螺栓连接在样品收集盒(152)的左侧中间部位；所述的样品收集盒(152)下端出口处螺纹连接收集罐(153)的上端；所述的收集罐(153)的内部中上侧螺钉连接有过滤网(154)；所述的收集罐(153)的底部出口处设置有清理底板(155)，并通过快拆螺栓(156)紧固连接设置。
4.如权利要求1所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的移动座(131)纵向上端螺栓连接在机壳(7)的下部中间部位。
5.如权利要求2所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的降温箱(145)横向下部出口处螺栓连接在机壳(7)的上部进口处。
6.如权利要求2所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的降温管(143)采用紫铜冷凝管。
7.如权利要求2所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的防护网(146)采用长方形不锈钢滤网。
8.如权利要求3所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的连接座(151)横向左端螺栓连接在机壳(7)的右下侧。
9.如权利要求3所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的样品收集盒(152)采用铝合金盒。
10.如权利要求3所述的可调节光电双脉冲激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，所述的过滤网(154)采用长方形不锈钢滤网。
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