CN204008472U - 一种测量中药材微量元素含量的装置 - Google Patents
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Abstract
一种测量中药材微量元素含量的装置，包括光谱仪和计算机，还设有脉冲激光器Ⅰ、脉冲激光器Ⅱ、全反射镜、二向色镜、聚焦透镜、载物台、会聚透镜组和光纤收集头，所述的脉冲激光器Ⅰ发出的激光束Ⅰ通过全反射镜反射后，照射在二向色镜上，透过二向色镜的激光束Ⅰ经聚焦透镜会聚后照射在位于载物台上的待测样品表面上；所述的脉冲激光器Ⅱ发出的激光束Ⅱ依次经二向色镜、聚焦透镜后照射在待测样品上；所述的激光束Ⅰ照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束Ⅱ用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜组会聚进光纤收集头，光纤收集头将光谱信号传输至光谱仪进行分析。具有结构简单、体积紧凑和同步快速检测的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微量元素含量的检测装置，具体地说是一种测量中药材微量元素含量的装置。
背景技术
中药所含微量元素对人体起到补充与重要的调节作用，同时也能对各种微量元素在人体新陈代谢中的吸收、排泄产生影响，通过络合、螯合间接起到解毒作用，从而达到治病的目的。中药材中主要包含的微量元素主要有锌、铁、锰、铜、钙、磷、镁、锶、钴、锂、硒、碘、铝等。现代医学研究表明，锌元素对人体有清热、凉血、消炎、生肌之功能；锂元素对神经紊乱症的治疗、降低糖尿病人血液中的血糖，可起到一定的治疗作用；硒具有抗癌功效。
用于中药材微量元素测定的方法主要有火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法、分光光度等。其中，火焰原子吸收法适于大部分微量元素的测定，这种方法的缺陷是每测一种元素需要换一个灯，相对比较费时和麻烦。石墨炉原子吸收法测试具有更高的灵敏度，其缺点是石墨管耗价昂贵，且不能同时测定多种微量元素的含量。
而激光诱导击穿光谱 (Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS) 技术是利用高功率密度激光聚焦在待测样品表面，产生10000K～20000K高温的激光等离子体，通过对等离子体中包含的原子、离子、分子所发射光谱波长的测定分析，确定待测样品中元素的组成。LIBS技术运行成本低、测量速度快，具有高灵敏度、无需或或只需简单的样品预处理，便能够实现对样品的多元素同步快速检测，已经被尝试应用于物体元素成分诊断等领域。
分析可知，在上述中药材微量元素含量的检测技术中，目前存在的主要问题是设备昂贵复杂、样品需要预处理、不能一次测量实现多种微量元素含量的测定。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种测量中药材微量元素含量的装置，具有结构简单、体积紧凑和同步快速检测的优点。
本实用新型采用如下技术方案：一种测量中药材微量元素含量的装置，包括用于接收光谱信号并分析的光谱仪以及计算机，光谱仪将获得的光谱信号传输至计算机内进行数据分析，还设有脉冲激光器Ⅰ、脉冲激光器Ⅱ、全反射镜、二向色镜、聚焦透镜、载物台、会聚透镜组和光纤收集头，所述的脉冲激光器Ⅰ发出的激光束Ⅰ通过全反射镜反射后，照射在二向色镜上，透过二向色镜的激光束Ⅰ经聚焦透镜会聚后照射在位于载物台上的待测样品表面上；
所述的脉冲激光器Ⅱ发出的激光束Ⅱ照射在二向色镜上，经二向色镜反射后的激光束Ⅱ经聚焦透镜会聚后照射在待测样品上；
所述的激光束Ⅰ照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束Ⅱ用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜组会聚进光纤收集头，光纤收集头将采集到的光谱信号通过多路光纤传输至光谱仪进行分析。
进一步优化，还设有一控制器，该控制器分别通过导线与脉冲激光器Ⅰ、脉冲激光器Ⅱ、光谱仪和计算机相连接，所述的控制器根据计算机设置的参数对脉冲激光器Ⅰ、脉冲激光器Ⅱ和光谱仪的同步和延迟进行控制。
进一步优化，所述的控制器为同步/延迟控制器。
有益效果：与以往技术相比，本实用新型装置结构简单、测量速度快，具有高灵敏度、无需样品预处理、能够实现对中药材样品的多种微量元素的同步快速检测。本实用新型装置具有实质性特点和显著进步，可广泛应用中药材的检测分析领域。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记：100-脉冲激光器Ⅰ，200-脉冲激光器Ⅱ，110-全反射镜，120-二向色镜，130-聚焦透镜，140-载物台，150-会聚透镜组，160-光纤收集头，170-光谱仪，300-待测样品，400-控制器，500-计算机。
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种测量中药材微量元素含量的装置，包括用于接收光谱信号并分析的光谱仪170以及计算机500，光谱仪170将获得的光谱信号传输至计算机500内进行数据分析，还设有脉冲激光器Ⅰ100、脉冲激光器Ⅱ200、全反射镜110、二向色镜120、聚焦透镜130、载物台140、会聚透镜组150和光纤收集头160，所述的脉冲激光器Ⅰ100发出的激光束Ⅰ通过全反射镜110反射后，照射在二向色镜120上，透过二向色镜的激光束Ⅰ经聚焦透镜130会聚后照射在位于载物台140上的待测样品表面上；
所述的脉冲激光器Ⅱ200发出的激光束Ⅱ照射在二向色镜120上，经二向色镜反射后的激光束Ⅱ经聚焦透镜130会聚后照射在待测样品上；
所述的激光束Ⅰ照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束Ⅱ用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜组150会聚进光纤收集头160，光纤收集头160将采集到的光谱信号通过多路光纤传输至光谱仪170进行分析。
本方案，还设有一控制器400，该控制器400分别通过导线与脉冲激光器Ⅰ100、脉冲激光器Ⅱ200、光谱仪170和计算机500相连接，所述的控制器400根据计算机500设置的参数对脉冲激光器Ⅰ100、脉冲激光器Ⅱ200和光谱仪170的同步和延迟进行控制，上述所述的控制器400可以采用同步/延迟控制器。
利用上述测量中药材微量元素含量的装置的测量方法，包括以下步骤：
步骤一、放置好待测样品，利用计算机设置好同步/延迟控制器和光谱仪的参数；
步骤二、脉冲激光器Ⅰ发出高功率激光通过全反射镜反射后，照射在二向色镜上；透过二向色镜的激光束Ⅰ经聚焦透镜会聚后照射在待测样品上，产生等离子体火花；
步骤三、经过10-30ms的时间延迟后，同步/延迟控制器控制脉冲激光器Ⅱ发射激光束Ⅱ，激光束Ⅱ照射在二向色镜上，经二向色镜反射后的激光束Ⅱ经聚焦透镜会聚后也照射在待测样品上，实现对等离子体羽再次加热，用以增强光谱信号；
步骤四、经过300-400ns的时间延迟后，同步／延迟控制器给光谱仪触发信号，光谱仪开始收集光谱信号；
步骤五、光谱仪收集到的光谱信号传送给计算机进行分析，把待测样品的等离子体光谱信号和标准光谱进行对比分析，最终得到中药材待测样品中微量元素的含量。
经实验表明：本装置可实现对中药材中微量元素含量的实时、快速、在线检测；本装置具有结构简单、无需样品预处理和多元素同时检测的优点。
Claims (3)
1.一种测量中药材微量元素含量的装置，包括用于接收光谱信号并分析的光谱仪（170）以及计算机（500），光谱仪（170）将获得的光谱信号传输至计算机（500）内进行数据分析，其特征在于：还设有脉冲激光器Ⅰ（100）、脉冲激光器Ⅱ（200）、全反射镜（110）、二向色镜（120）、聚焦透镜（130）、载物台（140）、会聚透镜组（150）和光纤收集头（160），所述的脉冲激光器Ⅰ（100）发出的激光束Ⅰ通过全反射镜（110）反射后，照射在二向色镜（120）上，透过二向色镜的激光束Ⅰ经聚焦透镜（130）会聚后照射在位于载物台（140）上的待测样品表面上；
所述的脉冲激光器Ⅱ（200）发出的激光束Ⅱ照射在二向色镜（120）上，经二向色镜反射后的激光束Ⅱ经聚焦透镜（130）会聚后照射在待测样品上；
所述的激光束Ⅰ照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束Ⅱ用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜组（150）会聚进光纤收集头（160），光纤收集头（160）将采集到的光谱信号通过多路光纤传输至光谱仪（170）进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种测量中药材微量元素含量的装置，其特征在于：还设有一控制器（400），该控制器（400）分别通过导线与脉冲激光器Ⅰ（100）、脉冲激光器Ⅱ（200）、光谱仪（170）和计算机（500）相连接，所述的控制器（400）根据计算机（500）设置的参数对脉冲激光器Ⅰ（100）、脉冲激光器Ⅱ（200）和光谱仪（170）的同步和延迟进行控制。
3.根据权利要求2所述的一种测量中药材微量元素含量的装置，其特征在于：所述的控制器（400）为同步/延迟控制器。
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|---|---|---|---|---|
| CN105759429A (zh) * | 2014-12-16 | 2016-07-13 | 深圳华大基因研究院 | 多光源聚光设备和具有其的测序仪光学系统 |
| CN106338499A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-18 | 徐金杰 | 元素激光检测分析仪器及矿物元素分析方法 |
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