CN114397288A - 土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法，包括底板，所述激光头一侧安装有光纤头，所述激光头和光纤头下方设置有聚焦透镜，所述聚焦透镜安装于调节透镜组件上，所述聚焦透镜下方设置有耦合透镜，所述耦合透镜固定连接于固定支架上端，所述固定支架上表面一侧固定连接有支撑盘，远离所述激光器本体一侧安装有取样箱，所述取样箱内部安装有加工组件，本发明通过三号电机带动螺纹杆旋转，由于螺纹杆通过螺纹啮合连接有螺纹圈，而螺纹圈设置于活动板中部，活动板两侧贯穿有限位杆，限位杆可以对活动板起到限位的作用，从而带动活动板沿着螺纹杆进行升降，也就带动聚焦透镜进行升降从而与耦合透镜配合，起到聚焦的作用。

Description

土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法
技术领域
本发明属于光谱仪技术领域，尤其涉及土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法。
背景技术
对土壤进行检测时通过激光光源输出的激光通过聚焦透镜聚焦于土壤表面上，土壤被激发至等离子态，发射等离子体光通过光纤送入光谱仪，光谱仪采集到的数据传输中计算机中，再通过计算机进行保持、分析和显示，为此申请号：CN201721597692.8，公开了一种基于激光诱导击穿光谱技术的土壤重金属光谱仪，包括主机体及检测探头，检测探头包括外壳、取样头及设置于外壳内腔的光学检测部分；外壳的底端设有通孔；取样头的顶端与外壳底端的通孔连接；取样头顶部设有取样头盖板，取样头盖板的左端固定有水平设置旋转杆，旋转杆的一端延伸至外壳外侧并设有待锁紧装置的旋转把手；光学检测部分包括设置于外壳顶板内侧位于取样头正上方的与激光器电源连接的激光头、设置于激光头正下方的聚焦透镜、接收光路上的接收耦合透镜及与接收耦合透镜光路一致的通过光纤与光谱仪连接的光纤头。本实用新型创造所述的土壤重金属光谱仪测量精度高，操作简单，使用方便，适用范围广。
上述技术方案存在的问题是：现有采样土壤不平整会造成影响检测重金属效率、采集土壤都是通过人工来进行处理加工后再进行检测增大人工劳动力和在测试过程中需要通过人工调节透镜来进行对焦。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法，具备自动对采样土壤进行检测前的加工处理和自动进行聚焦调节的优点，解决了现有采样土壤不平整会造成影响检测重金属效率、采集土壤都是通过人工来进行处理加工后再进行检测增大人工劳动力和在测试过程中需要通过人工调节透镜来进行对焦的问题。
本发明是这样实现的，土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法，包括底板，所述底板上表面一侧固定连接有激光器本体，所述激光器本体前方表面安装有控制开关，所述激光器本体一侧安装有谱光仪本体，所述谱光仪本体安装于底板上表面，所述谱光仪本体下表面安装有激光头，所述激光头一侧安装有光纤头，所述激光头和光纤头下方设置有聚焦透镜，所述聚焦透镜安装于调节透镜组件上，所述聚焦透镜下方设置有耦合透镜，所述耦合透镜固定连接于固定支架上端，所述固定支架上表面一侧固定连接有支撑盘，远离所述激光器本体一侧安装有取样箱，所述取样箱内部安装有加工组件，所述加工组件下方安装有采集皿，所述采集皿两侧设置有夹具，两侧所述夹具外侧固定连接有一号电动推杆，两侧所述一号电动推杆设置于取样箱底部两侧。
作为本发明优选的，所述调节透镜组件包括三号电机，所述三号电机固定连接于顶板上表面，所述三号电机位于光谱仪本体下方，所述三号电机的输出轴固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆上端转动安装于顶板下表面，所述螺纹杆下端转动安装于底板上表面。
作为本发明优选的，所述顶板下表面两侧固定连接有限位杆，两侧所述限位杆下端固定连接于底板上表面，所述螺纹杆通过螺纹啮合连接有螺纹圈，所述螺纹圈设置于活动板中部，所述活动板两侧活动贯穿两侧限位杆，所述活动板一侧固定连接有聚焦透镜。
作为本发明优选的，所述加工组件包括一号电机，所述一号电机固定连接于取样箱内壁，所述一号电机的输出轴固定连接有旋转杆，所述旋转杆一侧平行设置有另一个旋转杆，两个所述旋转杆一端都套设有一号齿轮，两个所述一号齿轮通过卡齿啮合连接在一起。
作为本发明优选的，两个所述旋转杆一端固定设置有连接杆，两侧所述连接杆套设于滑块上，所述滑块安装于滑槽内部，所述滑槽设置于凹槽，所述凹槽设置于一号固定板的两侧。
作为本发明优选的，所述一号固定板下表面固定连接有二号固定板，所述二号固定板下表面四角处固定连接有固定杆，每个所述固定杆下端固定连接有支撑板，所述支撑板下表面固定连接有一号固定环，所述一号固定环延伸至取样箱外侧。
作为本发明优选的，所述二号固定环内侧表面通过轴承固定连接有旋转环，所述旋转环下端固定连接有若干个均匀分布的搅拌杆，所述旋转环内设置有二号电动推杆，所述二号电动推杆上端固定连接于二号固定板下表面，所述二号电动推杆的输出轴固定连接有压板。
作为本发明优选的，所述旋转环上端的外侧表面固定连接有二号固定环，所述二号固定环外侧表面固定连接有齿轮圈，所述齿轮圈通过卡齿啮合连接有二号齿轮，所述二号齿轮通固定连接于二号电机输出轴，所述二号电机设置于支撑板上表面一侧。
S1：首先将采集的土壤放在采集皿内，随后将载有土壤的采集皿放置于两个夹具之间，启动一号电动推杆对夹具进行夹紧。
S2：随后启动一号电机带动二号固定板进行下降，将搅拌杆下降至采集皿内。
S3：随后往采集皿内加入少量的水，再启动二号电机带动旋转环旋转，使搅拌杆旋转，将采集皿内的土壤搅拌稀释。
S4：将搅拌后的采集皿放入固定支架的支撑盘上，再启动三号电机带动聚焦透镜进行高度上的调节，完成聚焦。
S5：最后启动激光器本体和光谱仪本体，完成对土壤中的中重金属检测工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过一号电动推杆可以对采集皿的两侧进行夹紧固定，防止搅拌杆在搅拌过程中推动采集皿发生采集皿移动掉落的现象。
2、本发明通过一号电机带动旋转杆旋转，由于两个旋转杆通过一号齿轮啮合连接，就带动两侧的旋转杆同时向内侧旋转或者向外侧旋转，方便后续进行升降的作用。
3、本发明通过旋转杆表面固定套设有连接杆，就可以带动连接杆两侧向外侧张开或者闭合，而连接杆下端活动套设有滑块，滑块活动安装于滑槽内，就可以带动一号固定板进行上下移动，带动搅拌杆移动至采集皿内，对采集皿内的土壤进行搅拌，使结块僵硬的土壤松散。
4、本发明通过二号电机带动二号齿轮旋转，由于二号齿轮通过卡齿啮合连接于齿轮圈，齿轮圈固定连接于旋转环外侧表面，并且旋转环和二号固定环之间固定连接有轴承，可以对旋转环进行固定的同时进行旋转，就可以带动旋转环旋转，再通过搅拌杆可以对土壤进行搅拌。
5、本发明通过二号电动推杆带动压板移动至采集皿内，使凹凸不平的土壤被压板压平整，方便后续对土壤内的重金属进行测试，节省人工效率，提高检测质量。
6、本发明通过三号电机带动螺纹杆旋转，由于螺纹杆通过螺纹啮合连接有螺纹圈，而螺纹圈设置于活动板中部，活动板两侧贯穿有限位杆，限位杆可以对活动板起到限位的作用，从而带动活动板沿着螺纹杆进行升降，也就带动聚焦透镜进行升降从而与耦合透镜配合，起到聚焦的作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的整体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的调剂透镜组件结构示意图；
图3是本发明实施例提供的采样箱结构示意图；
图4是本发明实施例提供的加工组件结构示意图；
图5是本发明实施例提供的固定板详细结构示意图；
图6是本发明实施例提供的固定板详细结构示意图；
图7是本发明实施例提供的旋转环详细结构示意图。
图中：1、底板；2、激光器本体；3、光谱仪本体；4、控制开关；5、激光头；6、固定支架；7、光纤头；8、调节透镜组件；9、聚焦透镜；10、支撑盘；11、耦合透镜；12、采集皿；13、取样箱；14、加工组件；15、一号电动推杆；16、夹具；401、一号电机；402、旋转杆；403、一号齿轮；404、连接杆；405、滑槽；406、固定板；407、凹槽；408、固定板；409、固定杆；410、支撑板；411、二号电动推杆；412、旋转环；413、一号固定环；414、搅拌杆；415、二号固定环；416、齿轮圈；417、轴承；418、二号电机；419、二号齿轮；420、滑块；421、压板；801、限位杆；802、螺纹杆；803、顶板；804、三号电机；805、活动板；806、螺纹圈。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的本发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1至图7所示，土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法，包括底板1，底板1上表面一侧固定连接有激光器本体2，激光器本体2前方表面安装有控制开关4，激光器本体2一侧安装有谱光仪本体3，谱光仪本体3安装于底板1上表面，谱光仪本体3下表面安装有激光头5，激光头5一侧安装有光纤头7，激光头5和光纤头7下方设置有聚焦透镜9，聚焦透镜9安装于调节透镜组件8上，聚焦透镜9下方设置有耦合透镜11，耦合透镜11固定连接于固定支架6上端，固定支架6上表面一侧固定连接有支撑盘10，远离激光器本体2一侧安装有取样箱13，取样箱13内部安装有加工组件14，加工组件14下方安装有采集皿12，采集皿12两侧设置有夹具16，两侧夹具16外侧固定连接有一号电动推杆15，两侧一号电动推杆15设置于取样箱13底部两侧。
参考图2，调节透镜组件8包括三号电机804，三号电机804固定连接于顶板803上表面，三号电机804位于光谱仪本体3下方，三号电机804的输出轴固定连接有螺纹杆802，螺纹杆802上端转动安装于顶板803下表面，螺纹杆802下端转动安装于底板1上表面，顶板803下表面两侧固定连接有限位杆801，两侧限位杆801下端固定连接于底板1上表面，螺纹杆802通过螺纹啮合连接有螺纹圈806，螺纹圈806设置于活动板805中部，活动板805两侧活动贯穿两侧限位杆801，活动板805一侧固定连接有聚焦透镜9。
采用上述方案：通过三号电机804带动螺纹杆802旋转，由于螺纹杆802通过螺纹啮合连接有螺纹圈806，而螺纹圈806设置于活动板805中部，活动板805两侧贯穿有限位杆801，限位杆801可以对活动板805起到限位的作用，从而带动活动板805沿着螺纹杆802进行升降，也就带动聚焦透镜9进行升降从而与耦合透镜11配合，起到聚焦的作用。
参考图6，加工组件14包括一号电机401，一号电机401固定连接于取样箱13内壁，一号电机401的输出轴固定连接有旋转杆402，旋转杆402一侧平行设置有另一个旋转杆402，两个旋转杆402一端都套设有一号齿轮403，两个一号齿轮403通过卡齿啮合连接在一起。
采用上述方案：通过一号电机401带动旋转杆402旋转，由于两个旋转杆402通过一号齿轮403啮合连接，就带动两侧的旋转杆402同时向内侧旋转或者向外侧旋转，方便后续进行升降的作用。
参考图6，两个旋转杆402一端固定设置有连接杆404，两侧连接杆404套设于滑块420上，滑块420安装于滑槽405内部，滑槽405设置于凹槽407，凹槽407设置于一号固定板406的两侧。
采用上述方案：通过旋转杆402表面固定套设有连接杆404，就可以带动连接杆404两侧向外侧张开或者闭合，而连接杆404下端活动套设有滑块420，滑块420活动安装于滑槽405内，就可以带动一号固定板406进行上下移动，带动搅拌杆414移动至采集皿12内，对采集皿12内的土壤进行搅拌，使结块僵硬的土壤松散。
参考图5，一号固定板406下表面固定连接有二号固定板408，二号固定板408下表面四角处固定连接有固定杆409，每个固定杆409下端固定连接有支撑板410，支撑板410下表面固定连接有一号固定环413，一号固定环413延伸至取样箱13外侧，二号固定环415内侧表面通过轴承417固定连接有旋转环412，旋转环412内设置有二号电动推杆411，二号电动推杆411上端固定连接于二号固定板408下表面，二号电动推杆411的输出轴固定连接有压板421。
采用上述方案：通过二号电动推杆411带动压板421移动至采集皿12内，使凹凸不平的土壤被压板421压平整，方便后续对土壤内的重金属进行测试，节省人工效率，提高检测质量。
参考图7，旋转环412上端的外侧表面固定连接有二号固定环415，旋转环412下端固定连接有若干个均匀分布的搅拌杆414，二号固定环415外侧表面固定连接有齿轮圈416，齿轮圈416通过卡齿啮合连接有二号齿轮419，二号齿轮419通固定连接于二号电机418输出轴，二号电机418设置于支撑板410上表面一侧。
采用上述方案：通过二号电机418带动二号齿轮419旋转，由于二号齿轮419通过卡齿啮合连接于齿轮圈416，齿轮圈416固定连接于旋转环412外侧表面，并且旋转环412和二号固定环415之间固定连接有轴承417，可以对旋转环412进行固定的同时进行旋转，就可以带动旋转环412旋转，再通过搅拌杆414可以对土壤进行搅拌。
参考图1至图7，采用实施例方式中任意一项的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试，其特征在于：
S1：首先将采集的土壤放在采集皿12内，随后将载有土壤的采集皿12放置于两个夹具16之间，启动一号电动推杆15对夹具16进行夹紧。
S2：随后启动一号电机401带动二号固定板408进行下降，将搅拌杆414下降至采集皿12内。
S3：随后往采集皿12内加入少量的水，再启动二号电机418带动旋转环412旋转，使搅拌杆414旋转，将采集皿12内的土壤搅拌稀释。
S4：将搅拌后的采集皿12放入固定支架6的支撑盘10上，再启动三号电机804带动聚焦透镜9进行高度上的调节，完成聚焦。
S5：最后启动激光器本体2和光谱仪本体3，完成对土壤中的中重金属检测工作。
本发明的工作原理：
在使用时，通过一号电动推杆15可以对采集皿12的两侧进行夹紧固定，防止搅拌杆414在搅拌过程中推动采集皿12发生采集皿12移动掉落的现象，通过一号电机401带动旋转杆402旋转，由于两个旋转杆402通过一号齿轮403啮合连接，就带动两侧的旋转杆402同时向内侧旋转或者向外侧旋转，方便后续进行升降的作用，通过旋转杆402表面固定套设有连接杆404，就可以带动连接杆404两侧向外侧张开或者闭合，而连接杆404下端活动套设有滑块420，滑块420活动安装于滑槽405内，就可以带动一号固定板406进行上下移动，带动搅拌杆414移动至采集皿12内，对采集皿12内的土壤进行搅拌，使结块僵硬的土壤松散，通过二号电机418带动二号齿轮419旋转，由于二号齿轮419通过卡齿啮合连接于齿轮圈416，齿轮圈416固定连接于旋转环412外侧表面，并且旋转环412和二号固定环415之间固定连接有轴承417，可以对旋转环412进行固定的同时进行旋转，就可以带动旋转环412旋转，再通过搅拌杆414可以对土壤进行搅拌，通过二号电动推杆411带动压板421移动至采集皿12内，使凹凸不平的土壤被压板421压平整，方便后续对土壤内的重金属进行测试，节省人工效率，提高检测质量，通过三号电机804带动螺纹杆802旋转，由于螺纹杆802通过螺纹啮合连接有螺纹圈806，而螺纹圈806设置于活动板805中部，活动板805两侧贯穿有限位杆801，限位杆801可以对活动板805起到限位的作用，从而带动活动板805沿着螺纹杆802进行升降，也就带动聚焦透镜9进行升降从而与耦合透镜11配合，起到聚焦的作用。
综上所述：该土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪及其测试方法，通过、一号电机401、旋转杆402、一号齿轮403、连接杆404、滑槽405、固定板406、凹槽407、固定板408、固定杆409、支撑板410、二号电动推杆411、旋转环412、一号固定环413、搅拌杆414、二号固定环415、齿轮圈416、轴承417、二号电机418、二号齿轮419、滑块420和压板421之间的配合；限位杆801、螺纹杆802、顶板803、三号电机804、活动板805和螺纹圈806之间的配合，解决了采样土壤不平整会造成影响检测重金属效率、采集土壤都是通过人工来进行处理加工后再进行检测增大人工劳动力和在测试过程中需要通过人工调节透镜来进行对焦的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)上表面一侧固定连接有激光器本体(2)，所述激光器本体(2)前方表面安装有控制开关(4)，所述激光器本体(2)一侧安装有谱光仪本体(3)，所述谱光仪本体(3)安装于底板(1)上表面，所述谱光仪本体(3)下表面安装有激光头(5)，所述激光头(5)一侧安装有光纤头(7)，所述激光头(5)和光纤头(7)下方设置有聚焦透镜(9)，所述聚焦透镜(9)安装于调节透镜组件(8)上，所述聚焦透镜(9)下方设置有耦合透镜(11)，所述耦合透镜(11)固定连接于固定支架(6)上端，所述固定支架(6)上表面一侧固定连接有支撑盘(10)，远离所述激光器本体(2)一侧安装有取样箱(13)，所述取样箱(13)内部安装有加工组件(14)，所述加工组件(14)下方安装有采集皿(12)，所述采集皿(12)两侧设置有夹具(16)，两侧所述夹具(16)外侧固定连接有一号电动推杆(15)，两侧所述一号电动推杆(15)设置于取样箱(13)底部两侧。
2.如权利要求1所述的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，其特征在于：所述调节透镜组件(8)包括三号电机(804)，所述三号电机(804)固定连接于顶板(803)上表面，所述三号电机(804)位于光谱仪本体(3)下方，所述三号电机(804)的输出轴固定连接有螺纹杆(802)，所述螺纹杆(802)上端转动安装于顶板(803)下表面，所述螺纹杆(802)下端转动安装于底板(1)上表面。
3.如权利要求2所述的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，其特征在于：所述顶板(803)下表面两侧固定连接有限位杆(801)，两侧所述限位杆(801)下端固定连接于底板(1)上表面，所述螺纹杆(802)通过螺纹啮合连接有螺纹圈(806)，所述螺纹圈(806)设置于活动板(805)中部，所述活动板(805)两侧活动贯穿两侧限位杆(801)，所述活动板(805)一侧固定连接有聚焦透镜(9)。
4.如权利要求1所述的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，其特征在于：所述加工组件(14)包括一号电机(401)，所述一号电机(401)固定连接于取样箱(13)内壁，所述一号电机(401)的输出轴固定连接有旋转杆(402)，所述旋转杆(402)一侧平行设置有另一个旋转杆(402)，两个所述旋转杆(402)一端都套设有一号齿轮(403)，两个所述一号齿轮(403)通过卡齿啮合连接在一起。
5.如权利要求4所述的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，其特征在于：两个所述旋转杆(402)一端固定设置有连接杆(404)，两侧所述连接杆(404)套设于滑块(420)上，所述滑块(420)安装于滑槽(405)内部，所述滑槽(405)设置于凹槽(407)，所述凹槽(407)设置于一号固定板(406)的两侧。
6.如权利要求5所述的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，其特征在于：所述一号固定板(406)下表面固定连接有二号固定板(408)，所述二号固定板(408)下表面四角处固定连接有固定杆(409)，每个所述固定杆(409)下端固定连接有支撑板(410)，所述支撑板(410)下表面固定连接有一号固定环(413)，所述一号固定环(413)延伸至取样箱(13)外侧。
7.如权利要求6所述的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，其特征在于：所述二号固定环(415)内侧表面通过轴承(417)固定连接有旋转环(412)，所述旋转环(412)内设置有二号电动推杆(411)，所述二号电动推杆(411)上端固定连接于二号固定板(408)下表面，所述二号电动推杆(411)的输出轴固定连接有压板(421)。
8.如权利要求7所述的土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，其特征在于：所述旋转环(412)上端的外侧表面固定连接有二号固定环(415)，所述旋转环(412)下端固定连接有若干个均匀分布的搅拌杆(414)，所述二号固定环(415)外侧表面固定连接有齿轮圈(416)，所述齿轮圈(416)通过卡齿啮合连接有二号齿轮(419)，所述二号齿轮(419)通固定连接于二号电机(418)输出轴，所述二号电机(418)设置于支撑板(410)上表面一侧。
9.土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪，采用权利要求1-8中任意一项的所述土壤重金属检测用激光诱导等离子体测试仪的测试方法，其特征在于：所述测试方法包括，
S1：首先将采集的土壤放在采集皿(12)内，随后将载有土壤的采集皿(12)放置于两个夹具(16)之间，启动一号电动推杆(15)对夹具(16)进行夹紧。
S2：随后启动一号电机(401)带动二号固定板(408)进行下降，将搅拌杆(414)下降至采集皿(12)内。
S3：随后往采集皿(12)内加入少量的水，再启动二号电机(418)带动旋转环(412)旋转，使搅拌杆(414)旋转，将采集皿(12)内的土壤搅拌稀释。
S4：将搅拌后的采集皿(12)放入固定支架(6)的支撑盘(10)上，再启动三号电机(804)带动聚焦透镜(9)进行高度上的调节，完成聚焦。
S5：最后启动激光器本体(2)和光谱仪本体(3)，完成对土壤中的中重金属检测工作。
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