一种用于分析物体(2)的材料成分的装置(1)具有带手柄(4)的外壳(3)、操作扳机(5)、用于抵接待分析的物体的观察窗(6)和用于显示物体的分析结果的显示器(7)。具有基部(12)的壳体(11)安装在外壳中，基部(12)绕着轴线(14)枢转连接在一个端部(15)上。在另一个端部(16)设置有用于在基部(12)上横移端部(16)的步进式电动机(17)。端部(16)具有与壳体(11)中的安装有观察窗的开口(19)大致对准的开口(18)。在壳体(11)中安装有激光二极管(21)、激光放大晶体(22)、准直透镜(23)和激光聚焦透镜(24)等部件。这些部件排列在透过开口(18、19)延伸出来的激光投射轴线(25)上。平面反射镜(32)能够接收由在物体(2)的表面处受激发的等离子体P发射的光。来自等离子体P的光沿着方向(34)被反射越过投射轴线到达曲面聚焦反射镜(35)。光从反射镜(35)再次被反射越过投射轴线并且聚焦在设置于壳体(11)的与反射镜(35)相对的侧壁(39)中的孔(38)内的光纤(37)的端部上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于分析物体(2)的材料成分的装置(1)具有带手柄(4)的外壳(3)、操作扳机(5)、用于抵接待分析的物体的观察窗(6)和用于显示物体的分析结果的显示器(7)。具有基部(12)的壳体(11)安装在外壳中，基部(12)绕着轴线(14)枢转连接在一个端部(15)上。在另一个端部(16)设置有用于在基部(12)上横移端部(16)的步进式电动机(17)。端部(16)具有与壳体(11)中的安装有观察窗的开口(19)大致对准的开口(18)。在壳体(11)中安装有激光二极管(21)、激光放大晶体(22)、准直透镜(23)和激光聚焦透镜(24)等部件。这些部件排列在透过开口(18、19)延伸出来的激光投射轴线(25)上。平面反射镜(32)能够接收由在物体(2)的表面处受激发的等离子体P发射的光。来自等离子体P的光沿着方向(34)被反射越过投射轴线到达曲面聚焦反射镜(35)。光从反射镜(35)再次被反射越过投射轴线并且聚焦在设置于壳体(11)的与反射镜(35)相对的侧壁(39)中的孔(38)内的光纤(37)的端部上。【专利说明】分析装置
本专利技术涉及用于通过等离子体光谱分析来分析物体的材料成分的手持装置。
技术介绍
已知的是:通过激发物体表面上的等离子体并对等离子体进行光谱分析以获取与物体中的元素对应的等离子体中的元素构成来分析物体(通常为金属物体)的材料成分。 通过用于反射来自等离子体的光以便进行分析的反射镜中的孔投射激光的几种装置是已知的。我们通过省去带孔的反射镜来设法对这种结构进行改进。 美国专利申请N0.US2012/0044488的摘要如下: 一种用于通过等离子体光谱学分析材料的装置，该装置为便携式和独立型，该装置包括容纳激光发生器(18)的壳体(10)，激光发生器(18)发射出通过抛物面反射镜(32)聚焦到待分析的材料的表面上的激光脉冲，抛物面反射镜(32)可以在壳体内部中以平移方式移动，以便沿着待分析的材料的表面上的扫描线进行一系列点测量以及对安装在壳体(10)的测量末端(22)中的校准试样(50)进行测量。 由于使用了许多反射镜并且用同一反射镜反射激光和等离子体光，这种结构较复杂，因此我们不建议这样做。 欧洲专利申请N0.EP0176625的日本同族专利申请N0.JP61086636的摘要如下: 开关电路24控制激光振荡器22。红外线脉冲激光A从激光振荡器22投射到试样10的表面上，使得能量密度变为2.0X 109W/mm2或更大。激发和放电的光B以16度的实积立方角在光引导系统的壳体18中通过保持有惰性气体气氛的路径会聚到反射镜12。光的图像形成在分光镜16的输入狭缝16A处。 这种结构比较笨重并且不会适用于手持装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于通过等离子体光谱分析来分析物体的材料成分的改进型手持装置。 根据本专利技术，提供一种用于通过等离子体光谱分析来分析物体的材料成分的手持装置，所述手持装置包括: 手持外壳； 激光器壳体，其位于所述外壳内； 激光器，其位于所述壳体内并且具有投射轴线； 开口，其位于所述壳体和所述外壳中，来自所述激光器的激光束能够通过所述开口投射到待分析的物体上并在所述物体的表面处产生等离子体； 第一反射镜，其安装在所述壳体中，用于经由所述开口接收所述开口中的由等离子体发射的光，所述第一反射镜位于所述投射轴线的一侧且所述第一反射镜的法向轴线与所述投射轴线的垂线成锐角以将等离子体光反射到所述投射轴线的另一侧； 第二聚焦反射镜，其安装在所述壳体中，用于接收被所述第一反射镜反射的等离子体光并将等离子体光再次反射回到所述投射轴线的所述一侧，所述第二聚焦反射镜的中心法向轴线与所述投射轴线的垂线所成的锐角比所述第一反射镜与所述投射轴线的垂线所成的锐角小；以及 接收器，其用于接收来自所述第二聚焦反射镜的等离子体光并且将所述等离子体光传输到光谱分析仪。 同时我们能够设想到:第一反射镜是大致平坦的，并且第一反射镜可以弯曲成比第二聚焦反射镜的弯曲程度小以实现等离子体装置(等离子体光)的初步聚焦，通常出于实用的目的第一反射镜是平面。通常，手持装置包括用于确定待分析的物体与壳体之间的间距的抵接表面，并且第一反射镜在激光器壳体中安装为接收等离子体光的发散光束(当反射镜的形状为矩形时发散光束是棱锥形光束)，该等离子体光具有设定为与投射轴线成7.5°?20°角(优选10°?15°角)的中心轴线。以将等离子体光束的这个角度和第二反射镜的位置考虑在内的角度将第一反射镜安装在主体中。在优选实施例中，第一反射镜沿投射轴线的轴向范围与第二反射镜的轴向范围重叠。对于这种结构而言，第一反射镜的法向轴线优选设定为与投射轴线成25°?40°角，并且更优选成30°?35°角。然而，在第二反射镜从开口进一步朝向激光器设置的情况下，第一反射镜的法向轴线可以设定为与投射轴线成15°?30°角。然而，第二反射镜的中心法向轴线可以与投射轴线大致垂直，从而经过两次反射的会聚的等离子体光将会以其从第一反射镜越过投射轴线的同一角度从第二反射镜越过投射轴线，在两个反射镜轴向重叠的情况下这样的设置不恰当。在该情况下，第二反射镜的角度优选设定为将等离子体光束反射成比第一反射镜的边缘更偏向激光器。为此，第二反射镜的中心法向轴线与投射轴线的垂线成10°?20°角。还可以设想到的是:第二反射镜可以更偏向激光器并且具有将所反射的光束引导成与投射轴线大致垂直的角度。为此，可以设想到使用具有相反符号的相同角度范围。 通常，激光器具有安装在壳体上而远离壳体的开口的二极管、放大晶体、准直透镜和聚焦透镜。通常，激光器是无源Q开关脉冲激光器。同时可以设想到的是:聚焦透镜可以设置在被反射的光越过投射轴线的两个交叉点之间，优选设置在远离开口的第二交叉点的一侧。 在优选实施例中，接收器是用于将等离子体光传输至安装在外壳中的光谱分析仪的光纤。在这种情况下，第二反射镜的焦距使得第二反射镜将所反射的等离子体光聚焦在光纤的端部上，该光纤可以设置在壳体的与第二反射镜相对的壁部中。 优选地,壳体可移动地安装在外壳中，从而能够通过控制壳体的移动来横移激光束沿着投射轴线在所待分析的物体上的入射点。壳体可以相对于外壳平移，优选地，壳体可以相对于外壳旋转。在优选实施例中，壳体在壳体的激光二极管端枢转安装在外壳上，并且壳体的开口端可以在致动器(优选为步进式电动机)的控制下相对于外壳横移。 通常，该手持装置用于金属的分析，但该手持装置也可以用于其它材料(例如塑料或任何其它类型的材料)的分析。 【专利附图】【附图说明】 为了帮助理解本专利技术，现在将通过实例并参考附图对本专利技术的具体实施例进行描述，其中: 图1是本专利技术的分析装置的侧面剖视图； 图2是拆除了盖体的图1所示分析装置的激光器壳体的平面视图； 图3是图2所示激光器壳体的平面视图；以及 图4是沿着投影轴线25截取的图2所示激光器壳体的侧面剖视图。 【具体实施方式】 参考附图，用于分析物体2的材料成分的手持装置I具有带手柄4的外壳3、操作扳机5、用于抵接待分析的物体的观察窗6和用于显示物体的分析结果的显示器7。 具有基部12的壳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于通过等离子体光谱分析来分析物体的材料成分的手持装置，所述手持装置包括：手持外壳；激光器壳体，其位于所述外壳内；激光器，其位于所述壳体内并且具有投射轴线；开口，其位于所述壳体和所述外壳中，来自所述激光器的激光束能够通过所述开口投射到待分析的物体上并在所述物体的表面处产生等离子体；第一反射镜，其安装在所述壳体中，用于经由所述开口接收所述开口中的由等离子体发射的光，所述第一反射镜位于所述投射轴线的一侧且所述第一反射镜的法向轴线与所述投射轴线成锐角以将等离子体光反射到所述投射轴线的另一侧；第二聚焦反射镜，其安装在所述壳体中，用于接收被所述第一反射镜反射的等离子体光并将等离子体光再次反射回到所述投射轴线的所述一侧，所述第二聚焦反射镜的中心法向轴线与所述投射轴线所成的锐角比所述第一反射镜的法向轴线与所述投射轴线所成的锐角小；以及接收器，其用于将等离子体光传输到光谱分析仪。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·埃里克·迈尔斯，米卡·海利厄，
申请(专利权)人：牛津仪器工业产品有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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