[实用新型]一种气溶胶中金属元素的检测装置

说明书

本实用新型提供一种气溶胶中金属元素的检测装置，包括激光发射单元、样品容置单元、探测单元、分析单元和电源，探测单元包括激光反射镜、激光聚焦透镜、反射光聚焦透镜和光纤准直镜，激光发射单元的激光头与激光反射镜的中心位于同一第一直线上，激光反射镜、激光聚焦透镜和样品容置单元的中心处于同一第二直线上，样品容置单元的中心与反射光聚焦透镜、光纤准直镜的中心位于同一第三直线上，第一直线与第二直线垂直，第二直线与第三直线垂直，分析单元与光纤准直镜连接，电源分别与激光发射单元、分析单元电连接。本实用新型能对气溶胶中金属元素和含量进行快速的定性分析和检测，具有良好实用性。

技术领域

本实用新型涉及一种化学元素检测装置，更具体地涉及一种气溶胶中金属元素的检测装置。

背景技术

气溶胶通常是指由固体或液体小颗粒分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。气溶胶形成的原因多种多种，气溶胶的宏观表现形式通常包括：由小液滴形成的雾、由固体小颗粒形成的烟、天空中的云、采矿尘埃、工业烟气以及汽车尾气等，尤其是在核工业中，核爆会产生大量的放射性气溶胶，在核燃料生产、运输、加工以及乏燃料的后处理等过程中，也会产生少量的放射性气溶胶，这些气溶胶中往往伴随有其它重金属元素和有毒元素，如铍 (Be)等。大气污染源之一的雾霾里面既有液体也有固体。气溶胶中的固体或液体小颗粒与气体介质的密度不固定，不同条件和环境中形成的气溶胶差别很大，其中的元素种类和含量也显著不同。气溶胶中固体颗粒的形态也多种多样，颗粒的粒径大小一般介于0.001微米到100微米之间。因此，研究和了解气溶胶中金属元素的种类和含量对调查污染的起因、空气净化、安全防护、以及环境保护等方面具有非常重要的意义。

现有技术中常用的检测方法是通过将气溶胶中的重金属元素富集到滤膜上，然后把滤膜带到实验室，再进行硝解溶解，用ICP-MS(Inductively coupled plasma massspectrometry)或ICP-AES(Inductively coupled plasma atomic emissionspectrometer)等检测技术进行检测，但这些检测技术的检测过程耗费时间长，检测速度慢。

激光诱导击穿光谱技术(laser induce breakdown spectroscopy，简称LIBS 技术)是近几十年兴起的一种新型原子发射光谱分析技术。脉冲激光经过透镜聚焦于气溶胶样品上，当脉冲激光的脉冲能量密度大于击穿门槛能量时，气溶胶样品内原子和分子激发或离子化形成等离子体。等离子体冷却过程中，部分能量以光的形式辐射出来，其频率和强度分布分别包含了气溶胶样品中金属元素的种类和浓度信息。由于LIBS技术在检测时不需要样品准备和预处理，因此LIBS技术具有检测快速以及非接触即可测量的优点，因此，可以在一定的距离范围内使用该技术对气溶胶样品中金属元素的种类和浓度信息进行远距离实时、在线检测。

化学元素种类和含量的在线、自动、实时检测在许多工业生产或者行业检测中具有广泛的应用前景，特别是在高温、有毒、或放射性环境条件下，人工检测会对操作人员造成人身损害，常规检测分析仪器无法胜任。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术，以其快速响应，无需样品制备等特点，使其应用于化学元素的在线检测成为可能。LIBS技术本身已经日趋成熟。但是，如何应用该技术进行气溶胶中含义反射性元素以及有毒金属元素的检测，目前，并没有相关的设计和商业产品。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气溶胶中金属元素的检测装置，从而解决现有技术中在检测含义放射性元素以及有毒金属元素的气溶胶时效率低下的问题。