一种利用激光探针快速检测矿浆的装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于液体检测与光谱分析相关技术领域，其公开了一种利用激光探针快速检测矿浆的装置，其包括LIBS组件及样品组件，所述样品组件包括连接于所述LIBS组件的3D位移平台、垂直固定在所述3D位移平台上的主立杆、间隔连接在所述主立杆上的胶管稳固机构、喷头固定机构及样品容器固定机构、连接于所述喷头固定机构且收容于所述样品容器内的喷头、套设在所述喷头上的内套管、底端穿过所述样品容器固定机构的样品容器、穿过所述胶管稳固机构后与所述喷头相连通的胶管及设置在所述胶管上的蠕动泵，所述蠕动泵用于抽取矿浆以将矿浆由静止的形态转换成流动的液柱形态；所述胶管的另一端连接于所述容样品容器的出口端或者矿浆运输管。

【技术实现步骤摘要】
一种利用激光探针快速检测矿浆的装置
本专利技术属于液体检测与光谱分析相关
，更具体地，涉及一种利用激光探针快速检测矿浆的装置。
技术介绍
激光探针技术又称激光诱导击穿光谱技术(laser-inducedbreakdownspectroscopy，简称LIBS)，是一种通过分析原子发射光谱信息来实时在线检测物质成分的新技术。该技术利用高能量的激光对材料进行烧蚀，在击穿点形成等离子体，通过对等离子体冷却过程中发射出来的元素特征谱线种类及其强度进行分析，可判断材料中元素的组成与含量的多少。激光探针技术具有分析速度快、基本无需样品预处理、多元素同时检测等优点，这是传统的化学分析方法所不具备的。LIBS技术在检测固体样品方面已经非常成熟，取得了一系列重大的成果，而在液桨检测方面则稍逊一筹。LIBS技术用于固体检测时，固体样品形态稳定，在与激光相互作用时能够保持长时间的稳定，检测效果较好，而LIBS技术在检测液桨样品时，达不到固体样品的检测效果，原因主要有以下几点：1.当激光作用到样品表面时，液体易发生溅射，溅射出来的液体会吸收或者遮挡等离子体发射出的光，影响检测结果，甚至污染光学测量系统；2.液桨与固体样品相比，自身形态是不稳定的，激光与其相互作用的过程中所产生的冲击波会使液桨表面产生波动，影响激光对焦焦距和光谱仪焦距的准确性，使得检测结果的准确性下降，而且降低了实验的重复性；3.液桨是由固体颗粒和溶液混合而成的产物，在检测过程中固体颗粒会发生沉淀，改变了检测点位置样品的特性，这将极大地影响检测的准确性，同时也会降低实验的重复性；4.由于水溶液被激光加热后迅速蒸发，将吸收大量能量，从而导致击穿能量降低，光谱强度减弱，等离子体寿命减短等。这些问题都会影响光谱数据的采集和分析，进而影响实验结果。目前，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如emalE.Eseller等人将矿浆样品干燥制片(AppliedOptics,2010,49(13):C21-C26)，这种方式避免了液体检测的一系列问题，检测效果较好，但是该方法制样时间较长，不适合于快速在线检测；又如SeongYongOh等人设计了两种样品循环装置来快速检测矿浆样品(AppliedOptics,2007,46(19):4020-4025)，并对两种样品循环装置分别进行了优化实验，将最优的检测结果进行了对比；这两种样品循环装置均可以减少液体飞溅对仪器的污染，但是结构复杂，且固体颗粒的沉降问题依然会对其造成困扰，光谱稳定性还需要进一步的提高。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种利用激光探针快速检测矿浆的装置，其基于矿浆检测的特点，针对矿浆检测装置的结构及部件联接关系进行了设计。所述装置将矿浆样品由静止的形态转换成流动的液柱形态，每次激光与样品相互作用时，样品的作用面保持相对稳定，避免了激光与样品相互作用过程中矿浆样品表面波动对实验结果造成的影响；样品容器是一个比较封闭的空间，只有一个供激光通过的小孔，而在样品容器的内部还有内套管，可以进一步限制样品的飞溅，其中内套管的前后两端均开有开孔，大部分的飞溅物将从其后方的小孔飞出以进入样品容器，再次进入样品循环中；所述装置基本为垂直结构，没有可供固体颗粒沉淀的条件，样品经由喷口喷出后立刻进入样品容器，被蠕动泵重新泵入胶管以进入样品循环中，提高了检测结果的稳定性。此外，所述装置结构简单，周期较短，能够实现快速在线检测，提高了检测的稳定性及检测的精确度。为实现上述目的，本专利技术提供了一种利用激光探针快速检测矿浆的装置，其包括LIBS组件及样品组件，其特征在于：所述样品组件包括连接于所述LIBS组件的3D位移平台、垂直固定在所述3D位移平台上的主立杆、一端分别沿着所述主立杆自上而下间隔连接在所述主立杆上的胶管稳固机构、喷头固定机构及样品容器固定机构、连接于所述喷头固定机构的另一端的喷头、套设在所述喷头上的内套管、底端穿过所述样品容器固定机构的另一端的样品容器、一端穿过所述胶管稳固机构的另一端后与所述喷头相连通的胶管及设置在所述胶管上的蠕动泵，所述蠕动泵用于抽取矿浆以将矿浆由静止的形态转换成流动的液柱形态；所述内套管及所述喷头部分的收容于所述样品容器内；所述胶管的另一端连接于所述容样品容器的出口端或者矿浆运输管；所述样品容器位于所述喷头固定机构的下方。进一步的，所述装置还包括缓冲片，所述缓冲片收容于所述样品容器内，且其位于所述内套管的正下方；所述缓冲片用于减缓自所述喷头的喷口喷出的矿浆样品的流速，避免在所述样品容器的出口处产生气泡而影响液柱的稳定性。进一步的，所述样品容器的前端外壁上开设有样品容器前端开孔，所述样品容器前端开孔用于供激光进入所述样品容器内部；所述内套管的前后壁上分别开设有圆孔，两个所述圆孔的中心轴重合，所述样品容器前端开孔的中心轴与所述圆孔的中心轴重合。进一步的，所述装置还包括转接阀，所述转接阀连接所述样品容器的底端开口及所述胶管。进一步的，所述喷头固定机构包括前转接头、第一前紧固螺丝、第二前紧固螺丝、连接杆、后转接头、第一后紧固螺丝及第二后紧固螺丝，所述连接杆的两端分别穿过所述前转接头及所述后转接头；所述第一前紧固螺丝连接所述前转接头及所述连接杆；所述第一后紧固螺丝连接所述后转接头及所述连接杆；所述第二前紧固螺丝连接所述喷头及所述前转接头，所述第二后紧固螺丝连接所述后转接头及所述主立杆。进一步的，所述喷头固定机构的结构、所述样品容器固定机构的结构及所述胶管稳固机构的结构相同。进一步的，所述LIBS组件包括激光器、第一笼式立方、第一激光波长反射镜、第二笼式立方、第二激光波长反射镜、光谱采集器、激光聚焦镜、计算机、显示器、光谱仪、USB数据线、光纤及触发线，所述触发线连接所述激光器及所述光谱仪；所述第一激光反射镜设置在所述第一笼式立方内，其用于将所述激光器发射的激光束转折45度；所述第二激光波长反射镜设置在所述第二笼式立方内，其用于将经所述第一激光波长反射镜转折后的激光束再转折45度以形成水平光路；所述光谱采集器位于所述第二笼式立方的左侧，所述光纤连接所述光谱采集器及所述光谱仪；所述USB数据线连接所述光谱仪及所述计算机，所述计算机电性连接于所述显示器。进一步的，所述样品组件还包括双绞线、设置在所述3D位移平台上的X轴步进电机、Y轴步进电机及Z轴步进电机，所述X轴步进电机、所述Y轴步进电机及所述Z轴步进电机通过所述双绞线连接于所述计算机；所述3D位移平台通过所述X轴步进电机、所述Y轴步进电机及所述Z轴步进电机来分别实现水平移动及竖直移动。进一步的，所述圆孔的中心轴与所述第二激光波长反射镜反射后的激光束的出射方向平行。进一步的，所述样品容器的上半部及下半部分别为中空圆管及漏斗，所述中空圆管与所述漏斗相连通。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的利用激光探针快速检测矿浆的装置，其将矿浆样品由静止的形态转换成流动的液柱形态，每次激光与样品相互作用时，样品的作用面保持相对稳定，避免了激光与样品相互作用过程中矿浆样品表面波动对实验结果造成的影响；样品容器是一个比较封闭的空间，只有一个供激光通过的小孔，而在样品容器的内部还有内套管，可以进一步限制样品的飞溅，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用激光探针快速检测矿浆的装置，其包括LIBS组件及样品组件，其特征在于：所述样品组件包括连接于所述LIBS组件的3D位移平台、垂直固定在所述3D位移平台上的主立杆、一端分别沿着所述主立杆自上而下间隔连接在所述主立杆上的胶管稳固机构、喷头固定机构及样品容器固定机构、连接于所述喷头固定机构的另一端的喷头、套设在所述喷头上的内套管、底端穿过所述样品容器固定机构的另一端的样品容器、一端穿过所述胶管稳固机构的另一端后与所述喷头相连通的胶管及设置在所述胶管上的蠕动泵，所述蠕动泵用于抽取矿浆以将矿浆由静止的形态转换成流动的液柱形态；所述内套管及所述喷头部分收容于所述样品容器内；所述胶管的另一端连接于所述样品容器的出口端或者矿浆运输管；所述样品容器位于所述喷头固定机构的下方。

【技术特征摘要】
1.一种利用激光探针快速检测矿浆的装置，其包括LIBS组件及样品组件，其特征在于：所述样品组件包括连接于所述LIBS组件的3D位移平台、垂直固定在所述3D位移平台上的主立杆、一端分别沿着所述主立杆自上而下间隔连接在所述主立杆上的胶管稳固机构、喷头固定机构及样品容器固定机构、连接于所述喷头固定机构的另一端的喷头、套设在所述喷头上的内套管、底端穿过所述样品容器固定机构的另一端的样品容器、一端穿过所述胶管稳固机构的另一端后与所述喷头相连通的胶管及设置在所述胶管上的蠕动泵，所述蠕动泵用于抽取矿浆以将矿浆由静止的形态转换成流动的液柱形态；所述内套管及所述喷头部分收容于所述样品容器内；所述胶管的另一端连接于所述样品容器的出口端或者矿浆运输管；所述样品容器位于所述喷头固定机构的下方。2.如权利要求1所述的利用激光探针快速检测矿浆的装置，其特征在于：所述装置还包括缓冲片，所述缓冲片收容于所述样品容器内，且其位于所述内套管的正下方；所述缓冲片用于减缓自所述喷头的喷口喷出的矿浆样品的流速，避免在所述样品容器的出口处产生气泡而影响液柱的稳定性。3.如权利要求1所述的利用激光探针快速检测矿浆的装置，其特征在于：所述样品容器的前端外壁上开设有样品容器前端开孔，所述样品容器前端开孔用于供激光进入所述样品容器内部；所述内套管的前后壁上分别开设有圆孔，两个所述圆孔的中心轴重合，所述样品容器前端开孔的中心轴与所述圆孔的中心轴重合。4.如权利要求3所述的利用激光探针快速检测矿浆的装置，其特征在于：所述装置还包括转接阀，所述转接阀连接所述样品容器的底端开口及所述胶管。5.如权利要求3所述的利用激光探针快速检测矿浆的装置，其特征在于：所述喷头固定机构包括前转接头、第一前紧固螺丝、第二前紧固螺丝、连接杆、后转接头、第一后紧固螺丝及第二后紧固螺丝，所述连接杆的两端分别穿过所述前转接头及所述后转接头；所述第一前紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭连波，程潇，熊佛关，杨新艳，李嘉铭，李祥友，陆永枫，曾晓雁，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉新瑞达激光工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42