【技术实现步骤摘要】
本申请涉及煤质检测，具体而言，涉及一种便携式libs煤质快速检测装置。
技术介绍
1、激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy，简称libs)技术，利用高能量脉冲激光烧蚀样品使之蒸发气化形成瞬态高温等离子体，等离子体辐射光谱包含了煤中元素的特征光谱，而煤的工业指标与煤中元素的组成和含量有关，因此，可以采用libs技术同时快速检测煤中的元素，包括c、h、o、n、s以及si、al、ca、fe、mg等容易电离的元素，而煤的工业指标，如热值、灰分、挥发分等，均与煤中元素的含量息息相关，因此可以利用libs光谱技术实现煤中元素和工业指标的检测，具有快速原位检测、不需制样或简单制样、多元素多指标同时分析等优点。目前，libs技术在煤质分析中，主要是实验室检测，需要对样品进行粉碎、过筛和压片处理，制约了该技术的时效性；传送带在线检测的设备庞大，对安装、使用环境的要求很高，不能对煤的工业指标进行全面分析；手持式便携式仪器由于激光器能量低、设备的检测灵敏度和精度不高，主要用于合金、矿物等材料中金属成分的检测，分析性能不全面。而台式libs光谱仪虽然性能优越，但由于设备体积和重量的问题，不便于携带，需要外部供电等缺点，不适用于现场检测。
2、在相关技术中，比如中国专利文献(cn 109557278 a)记载了一种libs煤质在线智能快速检测装置，通过采样系统获取全水分煤样并送至送样系统，送样系统将煤样输送至烘干系统，烘干系统将全水分煤样水分控制在一定范围之内；破碎系统用于将经过烘干系统后
3、针对相关技术中存在的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种便携式libs煤质快速检测装置，以解决现有技术无法对煤样进行现场快速测试的问题。
2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种便携式libs煤质快速检测装置。
3、根据本申请的便携式libs煤质快速检测装置包括：供电模块，用于给整个系统供电；控制模块，用于装置的控制、参数设置、显示及输出数据分析结果；脉冲激光光源，用于发出脉冲激光光束；耦合光路，用于改变激光发射方向并使激光汇聚在样品表面；样品台，用于承载并带动煤样移动或旋转，以使耦合光束入射到样品不同区域；光谱仪，用于采集分析样品被激光激发出的离子体光；所述系统还包括，成像组件，获取煤样图像，成像数据经usb传输至客户端以用于预览或分析出每块大小、形状以及表面平整度信息。
4、进一步的，所述所述供电模块、控制模块、脉冲激光光源、耦合光路、样品台、光谱仪、成像组件均安装在一个机壳中，所述机壳尺寸小于400×200×300mm。
5、进一步的，所述机壳的一侧设有取样口，所述耦合光路与所述样品台安装在所述机壳内靠近取样口的一侧，所述取样口处通过一块活动连接的5mm厚1064nm激光防护玻璃进行防护。
6、进一步的，所述成像组件包括cmos成像器件，所述cmos成像器件前还依次设有led光源、第一滤光片、光学薄膜、光学镜头、第二滤光片；所述成像组件外形尺寸小于30mm×29mm×29mm。
7、进一步的，所述光谱仪为单通道或多通道光纤光谱仪，所述光纤光谱仪包含或连接有光纤带，所述光纤带的端部设有聚光准直镜以将样品被激光激发出的离子体光耦合为平行光后传输给光谱仪。
8、进一步的，所述耦合光路包含反射镜、半波片、偏振分束镜、聚焦透镜，所述半波片与所述偏振分束镜构成可变分束器以共同对透射偏振光的分光比进行连续调节；所述反射镜、半波片、偏振分束镜、聚焦透镜的轴心位于同一条直线上，所述反射镜与与激光入射方向呈45°设置。
9、进一步的，在与所述耦合光路中心轴线垂直的位置安装有一个光电二极管，用于测量与耦合光路中心轴线垂直方向上的激光光束的能量，以计算出作用到样品上的激光能量。
10、进一步的，所述样品台包括滑动机构和旋转台，所述滑动机构采用丝杆直线模组结构，所述旋转台安装在所述滑动机构上并由一个伺服电机单独控制旋转；所述旋转台上设有一个直径32mm的圆形槽，用于承载直径30mm的煤粉压片。
11、进一步的，所述供电模块包括外部供电模块和内部电池组，所述外部供电模块连接220v/50hz市电并将其降压整流为24v/15a的电流，以向整个系统供电或为所述内部电池组充电；所述内部电池组采用可拆卸式的24v/24ah锂电池。
12、进一步的，所述脉冲激光光源采用紧凑型泵浦nd:ya调q脉冲激光光源，输出波长为1064nm，脉宽小于10ns，重复频率1～20hz，脉冲能量在0～100mj之间。
13、进一步的，所述控制模块采用一台嵌入式工控电脑并配备一块安装在机壳上的触控显示屏。
14、本申请有益之处：提供了一种便携式libs煤质快速检测装置，本申请提供的便携式libs煤质快速检测装置具有体积小、重量轻、脉冲激光能量高等特点，采用高能脉冲激光器作为激发光源，可激发非金属元素的等离子体光谱，因此可对煤炭等矿物质进行群元素快速检测，适用于野外岩矿勘探、煤炭的现场检测；本申请通过libs光谱仪的小型化机构设计和光路的精确定位，实现libs分析仪对煤的现场快速测试，克服现有技术在测量时效性、测量值指标数量和测量精度上的不足。
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1.一种便携式LIBS煤质快速检测装置，包括：
2.根据权利要求1所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：所述耦合光路包含反射镜、半波片、偏振分束镜、聚焦透镜，所述半波片与所述偏振分束镜构成可变分束器以共同对透射偏振光的分光比进行连续调节；
7.根据权利要求6所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：在与所述耦合光路中心轴线垂直的位置安装有一个光电二极管，用于测量与耦合光路中心轴线垂直方向上的激光光束的能量，以计算出作用到样品上的激光能量。
8.根据权利要求7所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：所述样品台包括滑动机构和旋转台，所述滑动机构为丝杆直线模组结构，所述旋转台安装在所述滑动机构上并由
9.根据权利要求8所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：所述供电模块包括外部供电模块和内部电池组，所述外部供电模块连接220V/50Hz市电并将其降压整流为24V/15A的电流，以向整个系统供电或为所述内部电池组充电；所述内部电池组采用可拆卸式的24V/24Ah锂电池。
10.根据权利要求9所述的便携式LIBS煤质快速检测装置，其特征在于：所述脉冲激光光源采用紧凑型泵浦Nd:YA调Q脉冲激光光源，输出波长为1064nm，脉宽小于10ns，重复频率1～20Hz，脉冲能量在0～100mJ之间。
...【技术特征摘要】
1.一种便携式libs煤质快速检测装置，包括：
2.根据权利要求1所述的便携式libs煤质快速检测装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的便携式libs煤质快速检测装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的便携式libs煤质快速检测装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的便携式libs煤质快速检测装置，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的便携式libs煤质快速检测装置，其特征在于：所述耦合光路包含反射镜、半波片、偏振分束镜、聚焦透镜，所述半波片与所述偏振分束镜构成可变分束器以共同对透射偏振光的分光比进行连续调节；
7.根据权利要求6所述的便携式libs煤质快速检测装置，其特征在于：在与所述耦合光路中心轴线垂直的位置安装有一个光电二极管，用于测量与耦合光路中心轴线垂直方向上的激光光束的...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦有权，王庆松，郭莉莉，王森，舒喜，李燕，薛彪，
申请(专利权)人：国能南京煤炭质量监督检验有限公司，
类型：新型
国别省市：
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