CN205620303U - 一种激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置 - Google Patents

Abstract

一种激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，属于光谱分析检测设备领域。其技术方案是：本实用新型的前面板和后面板之间可以放置试样，并用顶丝紧固，基座可以固定于平移台或光学平台，用于激光诱导击穿光谱水平激发光路，或后面板固定于平移台或光学平台，用于激光诱导击穿光谱垂直激发光路。本实用新型结构简单、使用方便，可以用于水平光路，也可用于垂直光路，安装便捷、快速，实用性、集成度、通用性高，大大缩短实验准备时间，可以对各种形状固体试样激发面进行准确位置固定，保证每次实验激发的功率密度一致，提高同系列试样的定标精度、光谱检测的准确性和稳定性，保证不会在实验过程中出现样品台的挪动。

Description

一种激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置

技术领域

本实用新型涉及一种固体试样的检测夹持装置，特别是一种钢厂使用激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，属于光谱分析检测设备领域。

背景技术

在钢铁行业中，炼钢主要化学成分的检测关系到钢材质量和成本，是炼钢生产组织的核心。在冶炼流程中，炼钢初练炉、精炼炉、中间包和结晶器中均存在成分检测环节，为实现炼钢系统的自动化控制，提高炼钢控制水平和钢水质量，都需要对钢铁成分快速检测分析。目前钢厂成分检测常用设备有火花直读光谱、荧光光谱、CS仪、元素分析仪等，对应常用检测样品分别为表面磨铣平滑处理过样品、压片/熔片后直径Φ40mm的圆饼、碎屑状样品，基本需要经过取样、制样和离线检测平台的分析。

激光诱导击穿光谱（LIBS）技术具有可检测固液汽、无需制样、分析时间短、实时性强、微损、快检、非接触测量等优点，在冶金领域有广泛的应用价值。目前在LIBS检测钢铁成分的应用中，大多集中在炼钢中取出的固体试样、炉渣、粉状试样检测，在这些固体检测过程中，样品台样式各异，能否在低成本、高集成、便捷、高效情况下实现每发脉冲激发到同系列试样功率密度的一致性就是制约LIBS检测准确性的关键所在。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，这种装置可以对待测试样进行准确夹持，实现每次样品激发面位置固定、入射光路和采集光路与激发点角度及距离一致，保证每次激发得到的功率密度一致，避免人为调整带来的误差，提高同系列试样的定标精度以及光谱检测的准确性和稳定性。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，它由基座、前面板、后面板组成，基座和前面板、后面板均为有一定厚度的长方形板，前面板和后面板的面积相同，基座水平放置，前面板和后面板垂直固定连接在基座板面上，前面板和后面板平行且相对，基座的一侧有垂直于板面的水平固定孔，前面板上有垂直于板面的试样放置孔，试样放置孔与后面板相对的一侧圆周边缘有环形凹槽，后面板上有垂直于板面的试样锁定孔，试样锁定孔为螺孔，顶丝旋在试样锁定孔中，顶丝的前端与前面板相对，在后面板的试样锁定孔的一侧有垂直于板面的垂直固定孔。

上述激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，所述水平固定孔为长孔，长孔的长度方向与前面板和后面板垂直。

上述激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，所述垂直固定孔为长孔，长孔的长度方向与基座板面垂直。

上述激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，所述前面板的试样放置孔的中心轴线与后面板的试样锁定孔的中心轴线相重合。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的前面板和后面板之间可以放置试样，并用顶丝紧固，基座可以固定于平移台或光学平台，待测试样激发面水平向右（左），用于激光诱导击穿光谱水平激发光路，或后面板固定于平移台或光学平台，待测试样激发面竖直向上，用于激光诱导击穿光谱垂直激发光路。

本实用新型结构简单、使用方便，可以对各种形状固体试样激发面进行准确位置固定，保证每次实验激发的功率密度一致，提高同系列试样的定标精度、光谱检测的准确性和稳定性。

本实用新型可以在光路调整好、焦点稳定后固定试样，保证不会在实验过程中出现样品台的挪动。

本实用新型可以用于水平光路，也可用于垂直光路，安装便捷、快速，实用性、集成度、通用性高，大大缩短实验准备时间。

本实用新型使得试样每次放置位置定位准确，大大优化定标条件，结合光路及数据处理算法，实现检测碳素钢中C、Mn、Si的线性相关系数分别为0.999、0.987和0.989。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：基座1、前面板2、后面板3、水平固定孔4、试样放置孔5、环形凹槽6、试样锁定孔7、垂直固定孔8。

具体实施方式

本实用新型由基座1、前面板2、后面板3组成。

图中显示，基座1和前面板2、后面板3均为有一定厚度的长方形板，前面板2和后面板3的面积相同。基座1水平放置，前面板2和后面板3垂直固定连接在基座1板面上，前面板2和后面板3平行且相对。

图中显示，基座1的一侧有垂直于板面的水平固定孔4，水平固定孔4为长孔，长孔的长度方向与前面板2和后面板3垂直。利用一个长螺丝穿过水平固定孔4即可将基座1与平移台或光学平台固定连接，这时待测试样激发面水平向右（左），用于激光诱导击穿光谱水平激发光路。

图中显示，前面板2上有垂直于板面的试样放置孔5，试样放置孔5与后面板3相对的一侧圆周边缘有环形凹槽6。实验中将待测试样放置于前面板2的试样放置孔5中，将试样紧贴环形凹槽6内侧，保证待测试样激发面每次都处于同一位置。

图中显示，后面板3上有垂直于板面的试样锁定孔7，试样锁定孔7的中心轴线与前面板2的试样放置孔5的中心轴线相重合。试样锁定孔7为螺孔，顶丝旋在试样锁定孔7中，顶丝的前端与前面板2相对。顶丝旋进试样锁定孔7顶在试样后部，用于固定试样。

图中显示，在后面板3的试样锁定孔7的一侧有垂直于板面的垂直固定孔8，垂直固定孔8为长孔，长孔的长度方向与基座1板面垂直。利用一个长螺丝穿过垂直固定孔8即可将后面板3与平移台或光学平台固定连接，这时待测试样激发面竖直向上，用于激光诱导击穿光谱垂直激发光路。

实验中固体试样可以为直读光谱标样、炼钢实时取样、荧光光谱圆饼样、炼钢辅料不规则固体样、煤炭固体样以及钢厂中其他各种不规则固体试样。

本实用新型的实施例如下：

实施例1

将夹持装置基座1放置于光学平台，直读光谱圆柱体标样，底面直径Φ=35mm，高40mm，将试样激发面（圆底面）紧贴前面板2的试样放置孔5，利用一个顶丝旋进试样锁定孔7，不断旋转直到顶丝顶在试样上，继续旋紧直到试样固定且激发面与前面板2的试样放置孔5孔紧紧相贴为止。利用脉冲激光器发出激光，调整水平光路，移动夹持装置，使得激光经过水平光路的焦点位于试样激发面合理位置，调整好激发位置后，利用一个长螺丝穿过基座1的水平固定孔4即可固定夹持装置到光学平台，在一侧利用光纤耦合激发出的等离子体信号到光谱仪进行分析处理。

实施例2

将夹持装置放倒，即后面板3放置于光学平台，试样放置孔5向上。直读光谱圆柱体标样，底面直径Φ=35mm，高40mm，将试样激发面（圆底面）紧贴试样放置孔5，利用一个短顶丝从内测旋进试样锁定孔7，旋紧直到试样固定且激发面与试样放置孔5紧紧相贴为止。利用脉冲激光器发出激光，调整垂直光路，移动夹持装置，使得激光经过垂直光路的焦点位于试样激发面合理位置，调整好激发位置后，利用一个短螺丝穿过垂直固定孔8即可固定夹持装置到光学平台，在一侧利用光纤耦合激发出的等离子体信号到光谱仪进行分析处理。

Claims (4)

1.一种激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，其特征在于：它由基座（1）、前面板（2）、后面板（3）组成，基座（1）和前面板（2）、后面板（3）均为有一定厚度的长方形板，前面板（2）和后面板（3）的面积相同，基座（1）水平放置，前面板（2）和后面板（3）垂直固定连接在基座（1）板面上，前面板（2）和后面板（3）平行且相对，基座（1）的一侧有垂直于板面的水平固定孔（4），前面板（2）上有垂直于板面的试样放置孔（5），试样放置孔（5）与后面板（3）相对的一侧圆周边缘有环形凹槽（6），后面板（3）上有垂直于板面的试样锁定孔（7），试样锁定孔（7）为螺孔，顶丝旋在试样锁定孔（7）中，顶丝的前端与前面板（2）相对，在后面板（3）的试样锁定孔（7）的一侧有垂直于板面的垂直固定孔（8）。

2.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，其特征在于：所述水平固定孔（4）为长孔，长孔的长度方向与前面板（2）和后面板（3）垂直。

3.根据权利要求2所述的激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，其特征在于：所述垂直固定孔（8）为长孔，长孔的长度方向与基座（1）板面垂直。

4.根据权利要求3所述的激光诱导击穿光谱检测固体试样的夹持装置，其特征在于：所述前面板（2）的试样放置孔（5）的中心轴线与后面板（3）的试样锁定孔（7）的中心轴线相重合。