CN210198965U

CN210198965U - 一种激光等离子体诊断装备

Info

Publication number: CN210198965U
Application number: CN201920538989.XU
Authority: CN
Inventors: Pengda Lei; 雷鹏达; Linghua Kong; 孔令华; Guofu Lian; 练国富; Jinwei Yang; 杨金伟
Original assignee: Fujian University of Technology
Current assignee: Fujian University of Technology
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2029-04-19

Abstract

本实用新型属于激光熔覆领域中，具体涉及一种激光等离子体诊断装备。包括底座、设于底座上的样品台、滑轨、设于滑轨上的且可沿滑轨移动的架设平台结构以及设于架设平台结构上的云台上的检测仪器，滑轨上至少设有一套架设平台组件结构，滑轨为以样品台为中心围设于样品台外的圆形滑轨，架设平台结构包括与滑轨配合的支撑滑块组件、设于支撑滑块组件上的可调节云台在水平方向和重力方向位置的十字形架、设于所述十字形架上的用于连接云台的云台座组件。本申请的设备由于圆形滑轨的设置可以多方位地快速成移动定位多方位地检测，在方位确定好后由于十字形架的设备又可在重力方向和水平方向上进行调整，再通过球形云座的配合进行多角度多方向的调节。

Description

一种激光等离子体诊断装备

技术领域

本发明属于激光熔覆领域中，具体涉及一种激光等离子体诊断装备。

背景技术

激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy , LIBS）是一种十分受欢迎的分析方法。以激光直接聚焦烧蚀样品，从而激发样品等离子体的原子发射光谱分析方法。利用激光与物质的相互作用从而分析出物质的成分以及其含量。具有快速检测、微损或无损检测、多元素同步分析、样品处理简单以及远程遥控检测等优点。在地质、航空、水体污染、法医取证、临床诊断、工业生产等皆有泛用性。LIBS本身的优点以及其泛用性，使得LIBS技术具有广大的研究前景，诸多科研人员对其研究愈加深入。

在激光熔覆领域中，将LIBS技术应用于激光熔覆，对于激光材料表面熔覆的微观过程的诠释和材料性质的建立机理的研究起着重要的作用。激光熔覆技术常被用于基体表面熔覆涂层以期在提高材料性能或者修复基体的同时提高性能，并且降低成本的研究当中，例如模切机刀具、电梯摩擦片、航空发动机涡轮叶片等高端装备的关键零部件。既修复了零件也提高了性能，同时节约成本。而这项技术关键的在于使用什么材料作为熔覆层的材料，可以提高什么性能是为关键点。例如：钢材料的强度，超小热膨胀，抗老化超长寿命高分子材料等的研究，而LIBS是最有效的工具之一，利用LIBS技术可以对熔覆层的性质和机理进行更加微观更加细致的诠释。以往对熔覆层的研究往往是熔覆以后，进行扫描电镜检测、划痕仪检测摩擦系数、硬度仪测量硬度等一系列性能测试。但是熔覆过程的一些检测手段，目前尚还欠缺，目前基本是以测温仪进行熔覆过程温度的测量并建立温度场或者软件模拟熔覆过程。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种激光等离子体诊断装备。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种激光等离子体诊断装备，包括底座、设于底座上的样品台、滑轨、设于滑轨上的且可沿滑轨移动的架设平台结构以及设于所述架设平台结构上的云台上的检测仪器，所述滑轨上至少设有一套架设平台组件结构，所述滑轨为以样品台为中心围设于所述样品台外的圆形滑轨，所述架设平台结构包括与所述滑轨配合的支撑滑块组件、设于支撑滑块组件上的可调节所述云台在水平方向和重力方向位置的十字形架、设于所述十字形架上的用于连接云台的云台座组件。

作为优选，所述检测仪器包括多光谱相机和光纤探头，所述多光谱相机和光纤探头分别设于一套架设平台组件上。

作为优选，所述支撑滑块组件包括设于滑轨上方的滑块板、设于滑块板底部的且夹设于滑轨两侧的滑块夹轮、螺接于所述滑块顶部的支架基板，所述十字形架可拆卸地设于所述支架基板上。

作为优选，所述十字形架包括立设于所述支架基板上的立杆、套设于所述立杆上的可沿立杆上下滑动的上下滑块、穿接于所述上下滑块上可沿上下滑块水平方向移动的水平杆，所述上下滑块上沿水平方向上开设有用于螺接前端抵在立杆周面上使上下滑块与立杆锁紧的调节螺栓的高度锁紧螺孔、沿水平方向上还开设有用于螺接前端抵在水平杆周面上使上下滑块与水平杆锁紧的调节螺栓的水平锁紧螺孔。

作为优选，所述水平杆为分别设于所述立杆两侧的两条，且两条水平杆的后端通过连接套连接、前端连接云台座组件。

作为优选，两条所述立杆平行设置，所述连接套一侧开有可插入所述水平杆的盲孔。

作为优选，所述云台座组件包括设于所述十字形架上的底套座、设于所述底套座上的且上端设有半球腔的调节座以及通过位于底部的嵌设于所述调节座上的球形连接件可旋转地连接于所述调节座上的球形云台座，所述云台设于所述球形云台座上或所述球形云台座顶部的顶板为所述云台。

作为优选，诊断装备还包括围设于罩设于底座、样品台、滑轨、架设平台结构以及检测仪器外的遮光罩，所述遮光罩顶部敞口。

作为优选，所述遮光罩为亚克力遮光罩，所述样品台为石英样品台。

作为优选，本申请的诊断装备还包括连接多光谱相机的计算机、连接光纤探头的光谱仪，所述光谱仪连接计算机。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本申请的设备可以在LIBS技术应用到激光熔覆过程式中时对熔覆过程的进行实时检测，可以检测熔覆过程中的微观变化。且本申请的设备由于圆形滑轨的设置可以多方位地快速成移动定位多方位地检测，在方位确定好后由于十字形架的设备又可在重力方向和水平方向上进行调整，再通过球形云座的配合进行多角度多方向的调节，以达到最佳的检测位置和角度，检测结果更加精准、有效，也可方便地获取多组数据。

2、本申请结构简单、成低本，调节方便，适用范围广。

附图说明

图1是本申请结构示意图；

图2是无遮光罩本申请结构示意图；

图3是本申请局部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：

一种激光等离子体诊断装备，包括底座1、设于底座上的样品台2、滑轨3、设于滑轨上的且可沿滑轨移动的架设平台结构以及设于所述架设平台结构上的云台41上的检测仪器，所述滑轨上至少设有一套架设平台组件结构，所述滑轨为以样品台为中心围设于所述样品台外的圆形滑轨，所述架设平台结构包括与所述滑轨配合的支撑滑块组件、设于支撑滑块组件上的可调节所述云台在水平方向和重力方向位置的十字形架、设于所述十字形架上的用于连接云台的云台座组件。

所述检测仪器包括多光谱相机5和光纤探头，所述多光谱相机和光纤探头分别设于一套架设平台组件上。本申请并不局限于两个上述的检测仪器，如再增加红外测温仪可再增加一套架设平台组件用于安装红外测温仪，当需要增加其他检测仪器时还可以再增加相应的架设平台结构，或者在条件允许以及检测验需要的情况下将两个检测仪安装地同一个架设平台结构上。

圆形滑轨提供360°旋转，本申请直径滑轨直径设为为1000mm。

本申请的诊断装备还包括连接多光谱相机的计算机、连接光纤探头的光谱仪，所述光谱仪连接计算机。

实施例二：

与上述实施例不同处在于所述支撑滑块组件包括设于滑轨上方的滑块板31、设于滑块板底部的且夹设于滑轨两侧的滑块夹轮32、螺接于所述滑块顶部的支架基板33，所述十字形架可拆卸地设于所述支架基板上。

所述十字形架包括立设于所述支架基板上的立杆34、套设于所述立杆上的可沿立杆上下滑动的上下滑块35、穿接于所述上下滑块上可沿上下滑块水平方向移动的水平杆36，所述上下滑块上沿水平方向上开设有用于螺接前端抵在立杆周面上使上下滑块与立杆锁紧的调节螺栓的高度锁紧螺孔351、沿水平方向上还开设有用于螺接前端抵在水平杆周面上使上下滑块与水平杆锁紧的调节螺栓的水平锁紧螺孔352。

所述水平杆为分别设于所述立杆两侧的两条，且两条水平杆的后端通过连接套连接、前端连接云台座组件。上述结构方式设备保证各部件固定后的稳定性。

两条所述立杆平行设置，所述连接套一侧开有可插入所述水平杆的盲孔。

十字形架提供前后有效位移200mm、上下有效位移250mm。

实施例三：

与上述实施例不同处在于所述云台座组件包括设于所述十字形架上的底套座42、设于所述底套座上的且上端设有半球腔的调节座43以及通过位于底部的嵌设于所述调节座上的球形连接件44可旋转地连接于所述调节座上的球形云台座45，所述云台设于所述球形云台座上或所述球形云台座顶部的顶板为所述云台。上述球形云台座的设置可在十字形架调整到位后再对云台进行多角度地调节。

实施例四：

与上述实施例不同处在于诊断装备还包括围设于罩设于底座1、样品台2、滑轨3、架设平台结构以及检测仪器外的遮光罩7，所述遮光罩顶部敞口。所述遮光罩为亚克力遮光罩。遮光罩可以减少外来杂光对实验数据的影响。

所述样品台为石英样品台，样品台也可采用其他的耐高温、耐腐蚀、热稳固性、电绝缘性能好、透光性能好的材料制成。

在原有的激光熔覆的实验设备的基础上，通过添加本申请的装备对熔覆过程产生等离子体的辐射光谱的观察和数据采集分析，使得形成的整体实验环境了具备了实验过程的诊断能力。特别是，实验对结果有了更强的预言能力：微量元素或颗粒成分辐射的光谱观察，可以发现它们与所形成的材料的相关性质。同时，光谱观察还可以通过模型探测熔池中的热力学和流动力学性质。这对于材料成型的物理性质至关重要。对于高端设备关键零部件的物理性质的研究也非常重要。

本申请的诊断装备配合计算机、光谱仪、激光器，样品放置于由耐高温、耐腐蚀、热稳固性、电绝缘性能好、透光性能好的材料制成的样品台上。采集位置垂直于激光入射方向，由激光器向样品发射激光，光谱仪通过光纤探头采集光谱，经由光谱仪内的CCD进行光电转，将光谱信息转换为图像。多光谱相机通过镜头收集光谱信息。检测仪器从开始到结束信息进行收集，再全部传送到计算机进行数据处理。

Claims

1.一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：包括底座（1）、设于底座上的样品台（2）、滑轨（3）、设于滑轨上的且可沿滑轨移动的架设平台结构以及设于所述架设平台结构上的云台（41）上的检测仪器，所述滑轨上至少设有一套架设平台组件结构，所述滑轨为以样品台为中心围设于所述样品台外的圆形滑轨，所述架设平台结构包括与所述滑轨配合的支撑滑块组件、设于支撑滑块组件上的可调节所述云台在水平方向和重力方向位置的十字形架、设于所述十字形架上的用于连接云台的云台座组件。

2.根据权利要求1所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：所述检测仪器包括多光谱相机（5）和光纤探头，所述多光谱相机和光纤探头分别设于一套架设平台组件上。

3.根据权利要求1或2所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：所述支撑滑块组件包括设于滑轨上方的滑块板（31）、设于滑块板底部的且夹设于滑轨两侧的滑块夹轮（32）、螺接于所述滑块顶部的支架基板（33），所述十字形架可拆卸地设于所述支架基板上。

4.根据权利要求3所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：所述十字形架包括立设于所述支架基板上的立杆（34）、套设于所述立杆上的可沿立杆上下滑动的上下滑块（35）、穿接于所述上下滑块上可沿上下滑块水平方向移动的水平杆（36），所述上下滑块上沿水平方向上开设有用于螺接前端抵在立杆周面上使上下滑块与立杆锁紧的调节螺栓的高度锁紧螺孔（351）、沿水平方向上还开设有用于螺接前端抵在水平杆周面上使上下滑块与水平杆锁紧的调节螺栓的水平锁紧螺孔（352）。

5.根据权利要求4所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：所述水平杆为分别设于所述立杆两侧的两条，且两条水平杆的后端通过连接套连接、前端连接云台座组件。

6.根据权利要求5所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：两条所述立杆平行设置，所述连接套一侧开有可插入所述水平杆的盲孔。

7.根据权利要求1所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：所述云台座组件包括设于所述十字形架上的底套座（42）、设于所述底套座上的且上端设有半球腔的调节座（43）以及通过位于底部的嵌设于所述调节座上的球形连接件（44）可旋转地连接于所述调节座上的球形云台座（45），所述云台设于所述球形云台座上或所述球形云台座顶部的顶板为所述云台。

8.根据权利要求1所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：诊断装备还包括围设于罩设于底座（1）、样品台（2）、滑轨（3）、架设平台结构以及检测仪器外的遮光罩（7），所述遮光罩顶部敞口。

9.根据权利要求8所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：所述遮光罩为亚克力遮光罩，所述样品台为石英样品台，

10.根据权利要求2所述一种激光等离子体诊断装备，其特征在于：诊断装备还包括连接多光谱相机的计算机、连接光纤探头的光谱仪，所述光谱仪连接计算机。