[发明专利]一种便携式元素成分快速检测装置及其方法

权利要求书

1.一种便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，包括驱动机构、激光头(5)、收集镜组(6)、聚焦镜组(8)、控制箱及手持式外壳(20)，其中激光头(5)通过转轴(9)设置于手持式外壳(20)上，所述驱动机构设置于所述手持式外壳(20)上、且输出端与所述激光头(5)连接，用于驱动所述激光头(5)绕转轴(9)转动，所述聚焦镜组(8)和收集镜组(6)均设置于所述激光头(5)的前端，所述聚焦镜组(8)与所述激光头(5)同轴安装，所述收集镜组(6)与所述聚焦镜组(8)的聚焦方向成角度设置，所述驱动机构、激光头(5)及收集镜组(6)均与所述控制箱连接。

2.根据权利要求1所述的便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，所述控制箱包括手提式外壳(21)及设置有所述手提式外壳(21)内的光谱仪(10)、计算及控制单元(11)及光纤激光器主机(12)，其中光谱仪(10)与所述收集镜组(6)连接，所述光纤激光器主机(12)与所述激光头(5)连接，所述光谱仪(10)、驱动机构及光纤激光器主机(12)均与计算及控制单元(11)连接。

3.根据权利要求2所述的便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，所述手持式外壳(20)的下方设有用于控制所述驱动机构启停的扳机(18)，所述手持式外壳(20)的上方还配置有触摸屏(1)，所述触摸屏(1)通过线缆与所述计算及控制单元(11)连接。

4.根据权利要求2所述的便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机(2)、丝杆(3)及螺母(4)，其中电机(2)设置于所述手持式外壳(20)上，且输出端与丝杆(3)连接，所述螺母(4)与丝杆(3)形成螺纹副，所述激光头(5)与所述螺母(4)连接，所述电机(2)驱动丝杆(3)转动，从而带动螺母(4)沿丝杠(3)做直线运动，所述螺母(4)带动所述激光头(5)绕转轴(9)摆动，所述电机(2)与所述计算及控制单元(11)连接。

5.根据权利要求2所述的便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，所述聚焦镜组(8)的前端设有样品触头(7)，所述样品触头(7)包括激发腔(23)及设置于所述激发腔(23)的前、后端的出光口(17)和窗口(22)，所述出光口(17)处设有触碰开关。

6.根据权利要求5所述的便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，所述触碰开关包括布置于所述出光口(17)中心位置的碰触头(16)，所述碰触头(16)通过弹簧(14)与所述激发腔(23)连接，所述碰触头(16)上连接有触点Ⅰ(15)，所述触点Ⅰ(15)的内侧间隔设有与所述激发腔(23)连接的触点Ⅱ(13)，所述触点Ⅰ(15)和触点Ⅱ(13)分别通过信号线与所述计算及控制单元(11)连接。

7.根据权利要求5所述的便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，所述激发腔(23)内可转动地安装有快开盖(25)，所述快开盖(25)通过磁铁(24)与所述激发腔(23)吸合连接，使快开盖(25)能够绕转轴实现快速开合。

8.根据权利要求2所述的便携式元素成分快速检测装置，其特征在于，所述光谱仪(10)、计算及控制单元(11)及光纤激光器主机(12)均由一可拆卸供电单元(19)供电，所述计算及控制单元(11)还配置有无线通讯模块。

9.一种利用权利要求3-9任一项所述的便携式元素成分快速检测装置进行元素检测的方法，其特征在于，所述方法包括以下几个步骤：

1)勾动扳机(18)后，计算及控制单元(11)检测到扳机(18)的勾动信号后启动驱动机构，使激光头(5)绕转轴(9)转动；

2)延迟预定时间后，配置激光头(5)以间歇式脉冲串形式出射激光，每个脉冲串中包含数个单脉冲；

3)在每个脉冲串出射期间，配置光谱仪(10)延迟数个单脉冲周期后获取光谱信号；

4)配置计算及控制单元(11)根据光谱信号计算元素浓度信息；

5)计算及控制单元(11)计算出来的元素浓度信息通过设置于在手持式外壳(20)上的触摸屏(1)显示。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述激光头(5)出射激光脉冲，激光脉冲经过聚焦镜组(8)整形后产生汇聚激光，在被测样品表面激发出等离子体，等离子体信号光经由收集镜组(6)后耦合进入光谱仪(10)中，完成等离子体信号的激发和收集。