本实用新型专利技术涉及样品检测领域，公开了一种基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，包括光路室和样品室，所述光路室内设置有入射单元、荧光收集单元和光谱分析单元，所述样品室内设有用于放置样品的样品操作台；所述光路室和所述样品室均密封设置，所述光路室和所述样品室通过光学窗口连接，所述入射单元发出的激光束穿过所述光学窗口激发所述样品发出荧光，所述荧光收集单元收集所述荧光并将其传给所述光谱分析单元。通过光路室和样品室隔离、密封设置，便于装置光路系统的保洁，极大减少了分析检测过程中由于激光烧蚀待测样品表面产生粉尘对检测装置本身及检测结果产生的不利影响。
【技术实现步骤摘要】
基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置
本技术涉及样品检测领域，特别是涉及基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置。
技术介绍
激光诱导击穿光谱技术(LaserInducedBreakdownSpectroscopy，简称LIBS)是20世纪后期发展起来的一种全新的物质元素分析技术，其工作原理是：高功率脉冲激光作用下，样品表面的物质被激发成为等离子体并迅速衰减，在衰减过程中辐射出特定频率的光子，产生特征谱线，其频率和强度信息包含了分析对象的元素种类和浓度信息。通过光谱仪分析待测样品产生的荧光光信息，以得到样品中不同元素的光谱信号。通过与已知成分的样品比对与建模分析，得到相应固定的硬件条件下的光谱-成分计算模型，通过该模型以及未知样品的光谱信号，即可测试计算出未知样品的成分含量信息。基于LIBS的物质分析检测装置均需要通过激光烧蚀待测样品表面来产生光谱信号，一些样品例如煤炭、岩石以及水泥粉末等都会产生颗粒度不等的粉尘，弥漫在样品表面空间中。有时这些粉末会吸收激发激光的能量，导致样品表面吸收到的激光能量变低，有时甚至无法产生等离子体，进而影响到该技术对待测样品的分析检测。如果在封闭空间中仅仅针对样品表面进行吹气除尘，只能短时间吹散样品表面的粉尘，在长时间的LIBS分析检测实验中，吹气装置会使得样品室中粉尘浓度越来越高，最终弥漫整个样品室，这时不仅待测样品表面接收到的激光能量变低，样品室中接收光谱信号的镜片也会被污染。同时，目前的分析仪机箱结构中，样品室内存在较多光学器件，例如聚光镜头组以及荧光收集镜头等，这些光学器件暴露在弥漫着粉尘以及有机挥发物等污染物的样品室内，极易被附着、污染。如果在开放空间中对样品直接测量，首先难以保证强激光不会伤害人体；其次，粉尘弥漫到空气中对人体以及其他设备都会有损害；最后，也难以防止检测现场空气中的污染物污染镜头以及其他电路器件。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是提供一种基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，以解决分析检测过程中由于激光烧蚀待测样品表面而产生的粉尘对检测装置本身及检测结果产生不利影响的技术问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供一种基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，包括光路室和样品室，所述光路室内设置有入射单元、荧光收集单元和光谱分析单元，所述样品室内设有用于放置样品的样品操作台；所述光路室和所述样品室均密封设置，所述光路室和所述样品室通过光学窗口连接，所述入射单元发出的激光束穿过所述光学窗口激发所述样品发出荧光，所述荧光收集单元收集所述荧光并将其传给所述光谱分析单元。其中，所述荧光收集单元包括椭球面反射镜和光谱采集镜头，所述样品位于所述椭球面反射镜的第一焦点处，所述光谱采集镜头位于所述椭球面反射镜的第二焦点处，所述样品发出的所述荧光穿过所述光学窗口后被所述椭球面反射镜反射至所述光谱采集镜头，所述光谱采集镜头通过传输光纤与所述光谱分析单元连接。其中，所述椭球面反射镜设有小孔，所述激光束依次穿过所述小孔、所述光学窗口射向所述样品。其中，所述样品室还设有与外部连通的除尘管道，所述除尘管道的第一端口位于所述样品室内部，并朝向所述样品，所述除尘管道的第二端口连接外部吸气装置。其中，所述样品操作台与控制电机连接，所述控制电机驱动所述样品操作台做平面移动。其中，所述样品室内部在所述光学窗口处还设有防尘板。其中，所述入射单元包括激光器和激光扩束聚焦组件，所述激光器发出的所述激光束依次经所述激光扩束聚焦组件、所述光学窗口射向所述样品。其中，所述激光束的光路通道设有防护套管。其中，所述光谱分析单元包括光谱仪和数据处理主机，所述光谱仪与所述荧光收集单元连接，所述光谱仪与所述数据处理主机通过数据线连接。其中，所述样品检测装置还包括供电室，所述供电室内设有供电单元，所述供电单元分别与所述入射单元、所述光谱分析单元和所述控制电机电连接。(三)有益效果与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术提供的基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，待检测样品放置在样品室内，光路室和样品室分别密封设置，通过光学窗口连接，实现激光束的入射和荧光的射出，通过荧光收集单元收集荧光并将光谱信息传递给光谱分析单元。通过光路室和样品室隔离、密封设置，便于装置中光学器件的保洁，极大减少了分析检测过程中由于激光烧蚀待测样品表面产生粉尘对检测装置本身及检测结果产生的不利影响，保证了样品接收到的脉冲激光能量的稳定，延长了装置的维护周期以及使用寿命。附图说明图1为本技术实施例样品检测装置的正视图；图2为本技术实施例光路室俯视图；图3为本技术实施例样品室以及供电室俯视图；图中：100、光路室；111、激光器；112、激光扩束聚焦组件；121、椭球面反射镜；122、光谱采集镜头；131、光谱仪；200、样品室；201、密封门；202、样品操作台；203、控制电机；204、除尘管道；300、供电室；301、供电单元；302、维护门；400、光学窗口。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。下面通过具体实施例来说明本技术的内容，但是本技术的保护范围并不限于此。如图1-3所示，本技术实施例提供的基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，包括光路室100和样品室200，光路室100内设置有入射单元、荧光收集单元和光谱分析单元，入射单元用于产生并发射样品检测装置实施例满足激发待测样品产生荧光要求的入射激光束，样品室200内设有用于放置样品的样品操作台202。光路室100和样品室200均为密封设置，光路室100和样品室200通过共用的光学窗口400相连接，光学窗口400优选为石英窗口片。入射单元发出的激光束穿过光学窗口400后射向样品以激发样品发出荧光，荧光收集单元将荧光汇集在一起，荧光中的光谱信息包含了待测样品的元素种类和浓度信息。荧光收集单元将收集到的荧光传给光谱分析单元，经过光谱分析单元的分析处理，得到所需的样品检测结果。由于需要通过激光烧蚀待测样品表面来产生光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，其特征在于，包括光路室和样品室，所述光路室内设置有入射单元、荧光收集单元和光谱分析单元，所述样品室内设有用于放置样品的样品操作台；所述光路室和所述样品室均密封设置，所述光路室和所述样品室通过光学窗口连接，所述入射单元发出的激光束穿过所述光学窗口激发所述样品发出荧光，所述荧光收集单元收集所述荧光并将其传给所述光谱分析单元。
【技术特征摘要】
1.一种基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，其特征在于，包括光路室和样品室，所述光路室内设置有入射单元、荧光收集单元和光谱分析单元，所述样品室内设有用于放置样品的样品操作台；所述光路室和所述样品室均密封设置，所述光路室和所述样品室通过光学窗口连接，所述入射单元发出的激光束穿过所述光学窗口激发所述样品发出荧光，所述荧光收集单元收集所述荧光并将其传给所述光谱分析单元。2.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，其特征在于，所述荧光收集单元包括椭球面反射镜和光谱采集镜头，所述样品位于所述椭球面反射镜的第一焦点处，所述光谱采集镜头位于所述椭球面反射镜的第二焦点处，所述样品发出的所述荧光穿过所述光学窗口后被所述椭球面反射镜反射至所述光谱采集镜头，所述光谱采集镜头通过传输光纤与所述光谱分析单元连接。3.根据权利要求2所述的基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，其特征在于，所述椭球面反射镜设有小孔，所述激光束依次穿过所述小孔、所述光学窗口射向所述样品。4.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的样品检测装置，其特征在于，所述样品室还设有与外部连通的除尘管道，所述除尘管道的第一端口位于所述样品室内部，并朝向所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周小计，宋岳，刘喆，成中豪，王化勇，
申请(专利权)人：北京协同创新研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11
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