CN215066173U - 一种libs土壤检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种LIBS土壤检测设备，包括：实验台本体，内置于实验台本体内的支撑组件，竖直地固接于支撑组件内的激光器，设于支撑组件顶部且用于反射激光器所发射的激光的反射组件，和设于反射组件之后的光束整形聚焦组件，以及设于光束整形聚焦组件之后的激光偏转组件；还包括：设于支撑组件内且位于激光偏转组件下方的样品置物台；还包括：设于支撑组件内的光谱仪和与光谱仪电连接且用于拍摄待测样品光谱的收集镜。本申请提供的一种LIBS土壤检测设备，结构简单，便于安装及使用过程。

Description

一种LIBS土壤检测设备

技术领域

本公开一般涉及土壤检测设备，具体涉及一种LIBS土壤检测设备。

背景技术

LIBS土壤检测设备是使用高峰值功率的脉冲激光照射样品，光束聚焦到一个很小的分析点，在激光照射的光斑区域，样品中的材料被烧蚀剥离，并在样品上方形成纳米粒子云团。由于激光光束的峰值能量是相当高的，其吸收及多光子电离效应增加了样品上方生成的气体和气溶胶云团的不透明性，即便只是很短暂的激光脉冲激发；由于激光的能量显著地被该云团吸收，等离子体逐渐形成；高能量的等离子体使纳米粒子熔化，将其中的原子激发并且发出光；原子发出的光可以被检测器捕获并记录为光谱，通过对光谱进行分析，即可获得样品中存在何种元素的信息。

现有技术中，LIBS土壤检测设备结构复杂，体积较大，占用空间较大，这就为安装及使用过程带来不便。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供提供结构简单，体积较小，便于安装使用的一种LIBS土壤检测设备。

本申请提供一种LIBS土壤检测设备包括实验台本体，内置于所述实验台本体内的支撑组件，竖直地固接于所述支撑组件内的激光器，设于所述支撑组件顶部且用于反射所述激光器所发射的激光的反射组件，和设于所述反射组件之后的光束整形聚焦组件，以及设于所述光束整形聚焦组件之后的激光偏转组件；

还包括：设于所述支撑组件内且位于所述激光偏转组件下方的样品置物台；

还包括：设于所述支撑组件内的光谱仪和与所述光谱仪电连接且用于拍摄待测样品光谱的收集镜。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述反射组件包括第一反射镜以及位于所述第一反射镜之后的第二反射镜；所述支撑组件顶部且位于所述第一反射镜以及所述第二反射镜之间安装有可调节衰减器。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑组件顶部对应所述第一反射镜开设有第一通孔，所述激光器发射的激光通过所述第一通孔射入至所述第一反射镜。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光束整形聚焦组件包括：光束整形器以及位于所述光束整形器之后的聚焦镜。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑组件顶部对应所述激光偏转组件设有第二通孔，经过所述激光偏转组件的激光通过所述第二通孔射入至所述样品置物台上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二滑轨底部固定安装有安装板，所述安装板与所述支撑组件顶部之间设有连接杆。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述样品置物台上安装有载物体；所述载物体顶部开设有用于使所述激光通过的第三通孔，所述载物体侧壁上设有与所述第三通孔连通的插入槽，所述插入槽内设有用于放置所述待测样品的载物片。

本申请的有益效果在于：基于本申请所提供的技术方案，在使用时，开启所述激光器；所述激光器沿竖直方向向上发射激光，所述激光依次经过所述反射组件、光束整形聚焦组件以及激光偏转组件射入至所述样品置物台上的待测样品，此时所述待测样品被激发，所述收集镜拍摄待测样品的的激发光谱以便进行待测样品的定性或定量分析。

由于激光器体积较大，将其竖直固接于所述支撑组件内部，使其沿竖直向上发射激光。这种结构下，使得可充分利用支撑组件内部空间，减少所述检测设备的体积，结构紧凑，便于安装及使用。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请提供的一种LIBS土壤检测设备的立体图。

图2为图1所示实验台本体33内的安装结构示意图。

图3为图2所示A部分的局部放大图；

图4为图2所示光谱仪12的安装结构示意图；

图5为图2所示支撑组件1的结构示意图；

图中标号：

1、支撑组件；2、第一反射镜；3、第二反射镜；4、光束整形器；5、聚焦镜；6、激光偏转镜组件；7、第一通孔；8、第二通孔；9、样品置物台；10、激光器；11、收集镜；12、光谱仪；13、可调节衰减器；14、可见光偏转镜组件；15、CCD相机；16、第一滑轨；17、第二滑轨；18、第一滑块；19、第二滑块；20、安装板；21、连接杆； 22、载物体；23、第三通孔；24、插入槽；25、升降平台；26、升降气缸；27、台面；28、底座；29、支撑杆；30、支撑板；31、加强杆； 32、安装座；33、实验台本体；34、放置孔；35、反射组件；36、光束整形聚焦组件；37、滑动孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1至图5为本申请提供的一种LIBS土壤检测设备，包括：实验台本体33，内置于所述实验台本体33内的支撑组件1，竖直地固接于所述支撑组件1内的激光器10，设于所述支撑组件1顶部且用于反射所述激光器10所发射的激光的反射组件35，和设于所述反射组件35之后的光束整形聚焦组件36，以及设于所述光束整形聚焦组件 36之后的激光偏转组件6；

还包括：设于所述支撑组件1内且位于所述激光偏转组件6下方的样品置物台9；

还包括：设于所述支撑组件1内的光谱仪12和与所述光谱仪12 电连接且用于拍摄待测样品光谱的收集镜11。

具体的，所述反射组件35、光束整形聚焦组件36、以及所述激光偏转组件6同轴心。

具体的，所述实验台本体33可以为箱体结构、柱体结构或其他结构。优选的，所述实验台本体33对应所述样品置物台9开设有用于放置所述待测样品的放置孔34。所述实验台本体33一方面可对内部结构起保护作用，另一方面也对操作人员起到防护作用，增加了设备安全性。

具体的，所述样品置物台9包括升降平台25以及位于所述平台底部的升降气缸26，所述升降气缸26可驱动所述升降平台25沿竖直方向升降。

工作原理：基于本申请所提供的技术方案，在使用时，可调节所述样品置物台9至适应升降位置，开启所述激光器10；所述激光器10 沿竖直方向向上发射激光，所述激光依次经过所述反射组件35进行反射、经过所述光束整形聚焦组件36进行光束整形和聚焦，最终通过所述激光偏转组件6偏转射入至所述样品置物台9上，此时所述样品置物台9上的待测样品被激发，所述收集镜11拍摄待测样品的的激发光谱以便进行待测样品的定性或定量分析。

由于激光器10体积较大，将其竖直固接于所述支撑组件1内部，使其沿竖直向上发射激光。这种结构下，使得可充分利用支撑组件1 内部空间，减少所述检测设备的体积，结构紧凑，便于安装及使用。

其中，在所述反射组件35的优选实施方式中，所述反射组件35 包括第一反射镜2以及位于所述第一反射镜2之后的第二反射镜3；所述支撑组件1顶部且位于所述第一反射镜2以及所述第二反射镜3 之间安装有可调节衰减器13。

具体的，所述可调节衰减器13用于调节所述激光器10的激光强度。

其中，在所述支撑组件1的优选实施方式中，所述支撑组件1顶部对应所述第一反射镜2开设有第一通孔7，所述激光器10发射的激光通过所述第一通孔7射入至所述第一反射镜2。

具体的，所述第一通孔7与所述第一反射镜2同轴心；所述激光器10发射的激光依次通过所述第一通孔7、第一反射镜2、可调节衰减器13、第二反射镜2射入至所述光束整形聚焦组件36内。

通过设置所述第一反射镜2以及第二反射镜3，可对激光进行反射，使得可有效利用所述支撑组件1上的安装空间。

其中，在所述光束整形聚焦组件36的优选实施方式中，所述光束整形聚焦组件36包括：光束整形器4以及位于所述光束整形器4之后的聚焦镜5。

具体的，所述光束整形器4与所述聚焦镜5同轴心，使得激光可经过所述反射组件35内的第二反射镜2反射后依次通过所述光束整形器4进行光束整形，经过所述聚焦镜5进行聚焦，而后射入至所述激光偏转组件6。

其中，在所述支撑组件1的优选实施方式中，所述支撑组件1顶部对应所述激光偏转组件6设有第二通孔8，经过所述激光偏转组件6 的激光通过所述第二通孔8射入至所述样品置物台9上。

具体的，所述激光偏转组件6包括激光偏转镜；经过所述光束整形聚焦组件36进行整形聚焦后的激光通过所述激光偏转镜偏转，使得其可通过所述第二通孔8射入至所述样品置物台9上。

其中，在所述激光偏转镜组件6的优选实施方式中，所述激光偏转镜组件6上方安装有可见光偏转镜组件14以及CCD相机15，所述 CCD相机15用于通过所述可见光偏转镜组件14以及所述激光偏转镜组件6拍摄所述待测样品的火花图像。

具体的，所述支撑组件1上可设置安装支架，将所述可见光偏转镜组件14以及所述CCD相机15固定在所述安装支架上，进而使所述可见光偏转镜组件15位于所述激光偏转镜组件6上方。

具体的，所述可见光偏转镜组件14包括可见光偏转镜。所述CCD 相机通过可见光偏转镜、激光偏转镜以及第二通孔8拍摄所述待测样品的火花图像。

其中，在所述支撑组件1的优选实施方式中，所述支撑组件1内安装有位置调节机构，所述位置调节机构包括第一滑轨16以及位于所述第一滑轨16下方的第二滑轨17，所述第一滑轨16与所述第二滑轨 17水平设置且互相垂直；

所述第一滑轨16上设有第一滑块18，所述第一滑块18与所述样品置物台9底部固定连接；所述第二滑轨17上设有第二滑块19，所述第二滑块19与第一滑轨16底部固定连接。

具体的，所述第一滑块18与所述样品置物台9通过紧固件(例如螺杆、螺母)可拆卸固定连接，所述第二滑块19与所述第一滑轨16 底部通过紧固件(例如螺杆、螺母)可拆卸固定连接。

由于所述第一滑轨16与所述第二滑轨17均水平设置且互相垂直，通过滑动所述第一滑块18以及第二滑块19，使得所述样品置物台9 可在其水平面内进行自由调节。

其中，在所述位置调节机构的优选实施方式中，所述第二滑轨17 底部固定安装有安装板20，所述安装板20与所述支撑组件1顶部之间设有连接杆21。

具体的，所述连接杆21可以为一个、两个或多个。优选的，所述连接杆21的数量为两个。所述安装板20起到对所述位置调节机构的支撑作用，使得可合理分配所述支撑组件1内的安装空间，结构更加紧凑。

优选的，如图4所示，所述光谱仪12设置于所述安装板20下方。

其中，在所述样品置物台的优选实施方式中，所述样品置物台9 上安装有载物体22；所述载物体22顶部开设有用于使所述激光通过的第三通孔23，所述载物体22侧壁上设有与所述第三通孔23连通的插入槽24，所述插入槽24内设有用于放置所述待测样品的载物片。

具体的，所述载物体22可通过焊接固定或可拆卸固定的方式安装在所述样品置物台9上；优选的，在所述载物体22底部设置凹槽，在所述样品置物台9上设置凸块，使得所述载物体22可通过将所述凹槽插入至所述凸块上，从而实现可拆卸固定连接，便于进行安装或更换。

具体的，在使用的过程中，可将所述待测样品放置于所述载物片上，将盛有待测样品的载物片插入至所述插入槽24内，激光沿所述第二通孔8射入至所述载物体22顶部的第三通孔23内，进而射向所述载物片上的待测样品。

进一步的，如图5所示，所述支撑组件1包括：台面27、位于所述台面27下方的底座28以及安装在所述台面27与所述底座28之间的支撑杆29。具体的，所述台面27、底座28、支撑杆29之间形成所述支撑组件1内部安装空间。

进一步的，如图2及图5所示，所述底座28上安装有安装座32，所述激光器10竖直安装在所述安装座32上，所述光谱仪12安装在所述底座28上；所述第一反射镜2、第二反射镜3、光束整形器4、聚焦镜5以及激光偏转镜组件6安装在所述台面27上；所述第一通孔7 开设有于所述台面27上对应所述第一反射镜2位置，所述第二通孔8 开设于所述台面27上对应所述激光偏转镜组件6的位置。

进一步的，所述台面27上靠近所述第二通孔8还设置有滑动孔 37，所述收集镜11安装在所述滑动孔37处，使得可调节所述收集镜 11的安装位置，以便于拍摄待测样品的光谱。

进一步的，如图5所示，所述台面27与所述底座28之间设有支撑板30，所述支撑板30两端具有分别与所述台面27、底座28固定连接的安装部，两个所述安装部间安装有加强杆31。

通过设置所述加强杆31以及所述支撑板30，增加了结构强度，提高了所述支撑组件1的使用寿命。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于) 具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种LIBS土壤检测设备，其特征在于：

包括：实验台本体(33)，内置于所述实验台本体(33)内的支撑组件(1)，竖直地固接于所述支撑组件(1)内的激光器(10)，设于所述支撑组件(1)顶部且用于反射所述激光器(10)所发射的激光的反射组件(35)，和设于所述反射组件(35)之后的光束整形聚焦组件(36)，以及设于所述光束整形聚焦组件(36)之后的激光偏转镜组件(6)；

还包括：设于所述支撑组件(1)内且位于所述激光偏转镜组件(6)下方的样品置物台(9)；

还包括：设于所述支撑组件(1)内的光谱仪(12)和与所述光谱仪(12)电连接且用于拍摄待测样品光谱的收集镜(11)；

所述支撑组件(1)内安装有位置调节机构，所述位置调节机构包括第一滑轨(16)以及位于所述第一滑轨(16)下方的第二滑轨(17)，所述第一滑轨(16)与所述第二滑轨(17)水平设置且互相垂直；

所述第一滑轨(16)上设有第一滑块(18)，所述第一滑块(18)与所述样品置物台(9)底部固定连接；所述第二滑轨(17)上设有第二滑块(19)，所述第二滑块(19)与第一滑轨(16)底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的LIBS土壤检测设备，其特征在于：所述反射组件(35)包括第一反射镜(2)以及位于所述第一反射镜(2)之后的第二反射镜(3)；所述支撑组件(1)顶部且位于所述第一反射镜(2)以及所述第二反射镜(3)之间安装有可调节衰减器(13)。

3.根据权利要求2所述的LIBS土壤检测设备，其特征在于：所述支撑组件(1)顶部对应所述第一反射镜(2)开设有第一通孔(7)，所述激光器(10)发射的激光通过所述第一通孔(7)射入至所述第一反射镜(2)。

4.根据权利要求1所述的LIBS土壤检测设备，其特征在于：所述光束整形聚焦组件(36)包括：光束整形器(4)以及位于所述光束整形器(4)之后的聚焦镜(5)。

5.根据权利要求1所述的LIBS土壤检测设备，其特征在于：所述支撑组件(1)顶部对应所述激光偏转镜组件(6)设有第二通孔(8)，经过所述激光偏转镜组件(6)的激光通过所述第二通孔(8)射入至所述样品置物台(9)上。

6.根据权利要求5所述的LIBS土壤检测设备，其特征在于：所述激光偏转镜组件(6)上方安装有可见光偏转镜组件(14)以及CCD相机(15)，所述CCD相机(15)用于通过所述可见光偏转镜组件(14)以及所述激光偏转镜组件(6)拍摄所述待测样品的火花图像。

7.根据权利要求1所述的LIBS土壤检测设备，其特征在于：所述第二滑轨(17)底部固定安装有安装板(20)，所述安装板(20)与所述支撑组件(1)顶部之间设有连接杆(21)。

8.根据权利要求1所述的LIBS土壤检测设备，其特征在于：所述样品置物台(9)上安装有载物体(22)；所述载物体(22)顶部开设有用于使所述激光通过的第三通孔(23)，所述载物体(22)侧壁上设有与所述第三通孔(23)连通的插入槽(24)，所述插入槽(24)内设有用于放置所述待测样品的载物片。

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