[发明专利]一种便携式元素成分快速检测装置及其方法

说明书

本发明涉及液体成分在线检测技术领域，特别涉及一种便携式元素成分快速检测装置及方法。包括驱动机构、激光头、收集镜组、聚焦镜组、控制箱及手持式外壳，其中激光头通过转轴设置于手持式外壳上，驱动机构设置于手持式外壳上、且输出端与激光头连接，用于驱动激光头绕转轴转动，聚焦镜组和收集镜组均设置于激光头的前端，聚焦镜组与激光头同轴安装，收集镜组与聚焦镜组的聚焦方向成角度设置，驱动机构、激光头及收集镜组均与控制箱连接。本发明实现多点采样分析的检测模式，提高分析精度并降低对样品表面烧损程度。本发明手持轻盈、分析精度佳、性能稳定、成本低、维护简单。

技术领域

本发明涉及液体成分在线检测技术领域，特别涉及一种便携式元素成分快速检测装置及其方法。

背景技术

在制造业或者合金交易市场，往往需要现场检测合金牌号或者成分信息，以确正确使用和保获样品，降低生产和交易风险。在废旧合金回收再利用行业，利用快速现场检测技术对回收金属进行适当的分类，将极大提高回收的经济效益。基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的在线检测技术具有安全、快速、分析元素种类多等优点，具有很好的应用前景。

相较于其他应用场合，将激光诱导击穿光谱技术用于手持检测装置面临着更多的挑战。将所有部件集成于一手持式设备中，必将受制于体积和重量限制而采用紧凑型的激光器、光谱仪、避免不了的要牺牲掉一部分性能。尽管如此，手持部分的重量往往超过1.5KG，这对于长期持有的使用者来讲仍然是比较重的。而光纤激光器具有成本低、光束质量高、寿命长、效率高、性能稳定等忧点，在LIBS领域展现出良好的应用前景。但由于光纤激光器单脉冲能量小、频率高，容易在样品表面产生较深的坑洞，从而影响等离子体激发，和过度破坏样品表面等因素，在一定程度上又限制了其发展。因此，目前急需一种光纤激光器，能够克服在LIBS应用上的不足，以满足社会对手持轻盈、成本低廉、性能可靠、维护方便的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种便携式元素成分快速检测装置及其方法，能够实现手持轻盈、成本低廉、性能可靠、维护方便的目的。

为了实现上述目，本发明采用以下技术方案：

一种便携式元素成分快速检测装置，包括驱动机构、激光头、收集镜组、聚焦镜组、控制箱及手持式外壳，其中激光头通过转轴设置于手持式外壳上，所述驱动机构设置于所述手持式外壳上、且输出端与所述激光头连接，用于驱动所述激光头绕转轴转动，所述聚焦镜组和收集镜组均设置于所述激光头的前端，所述聚焦镜组与所述激光头同轴安装，所述收集镜组与所述聚焦镜组的聚焦方向成角度设置，所述驱动机构、激光头及收集镜组均与所述控制箱连接。

所述控制箱包括手提式外壳及设置有所述手提式外壳内的光谱仪、计算及控制单元及光纤激光器主机，其中光谱仪与所述收集镜组连接，所述光纤激光器主机与所述激光头连接，所述光谱仪、驱动机构及光纤激光器主机均与计算及控制单元连接。

所述手持式外壳的下方设有用于控制所述驱动机构启停的扳机，所述手持式外壳的上方还配置有触摸屏，所述触摸屏通过线缆与所述计算及控制单元连接。

所述驱动机构包括电机、丝杆及螺母，其中电机设置于所述手持式外壳上，且输出端与丝杆连接，所述螺母与丝杆形成螺纹副，所述激光头与所述螺母连接，所述电机驱动丝杆转动，从而带动螺母沿丝杠做直线运动，所述螺母带动所述激光头绕转轴摆动，所述电机与所述计算及控制单元连接。

所述聚焦镜组的前端设有样品触头，所述样品触头包括激发腔及设置于所述激发腔的前、后端的出光口和窗口，所述出光口处设有触碰开关。

所述触碰开关包括布置于所述出光口中心位置的碰触头，所述碰触头通过弹簧与所述激发腔连接，所述碰触头上连接有触点Ⅰ，所述触点Ⅰ的内侧间隔设有与所述激发腔连接的触点Ⅱ，所述触点Ⅰ和触点Ⅱ分别通过信号线与所述计算及控制单元连接。