[发明专利]一种超大尺寸管棒状金属材料全域成分分析装置及方法

权利要求书

1.一种超大尺寸管棒状金属材料全域成分分析装置，其特征在于，所述装置包括高精密数控工作台、加工系统(4)、激光光源(5)、CCD光学系统(6)、PMT光学系统(10)和火花光源(11)；

所述高精密数控工作台包括旋转平台(13)、一个三维移动机构、一个二维移动机构和一个可上下移动的W轴(9)；

三维移动机构控制旋转平台(13)和加工系统(4)的位移，所述旋转平台(13)用于固定承载超大尺寸管棒状金属材料待测样品(12)，待测样品(12)具有圆形的水平表面和垂直于水平表面的圆柱侧表面；

所述火花光源(11)和PMT光学系统(10)安装在W轴(9)上，用于实现待测样品(12)水平表面的成分分析；

二维移动机构控制所述激光光源(5)和CCD光学系统(6)的位移，用于实现待测样品(12)的圆柱侧表面的成分分析；

分析过程中，待测样品(12)由旋转平台(13)带动进行旋转，样品的水平表面和圆柱侧表面同时进行两类发射光谱的激发，火花光源(11)和激光光源(5)同步激发，同步结束；水平表面扫描时，单位面积内单火花激发次数相同；圆柱侧表面扫描时，相同单位面积激光光源激发次数相同、激发斑点相对距离相等。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述三维移动机构包括按直角坐标系设置的X轴(1)、Y轴(2)和Z轴(3)，X轴(1)和Y轴(2)位于水平面内；水平移动平台(14)在X轴(1)和Y轴(2)方向精密运动，旋转平台(13)安装在水平移动平台(14)上；所述加工系统(4)安装在Z轴(3)上沿Z方向运动，用于在待测样品(12)水平表面进行表面加工。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二维移动机构包括平行于X轴(1)的X₁轴(8)以及平行Z轴(3)的Z₁轴(7)。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述火花光源(11)和PMT光学系统(10)安装在W轴(9)上沿Z方向运动；所述激光光源(5)和CCD光学系统(6)在X₁轴(8)和Z₁轴(7)方向运动。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述火花光源(11)的频率为1H_Z～1000H_Z连续可调，火花激发能量为8mJ～800mJ连续可调，放电电压4v～400v连续可调；所述PMT光学系统(10)为罗兰圆结构，检测器为多通道PMT，PMT数量为15～30个。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光光源(5)为频率可调激光光源；所述CCD光学系统(6)为罗兰圆结构，检测器为线阵或面阵CCD。

7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述激光光源(5)和CCD光学系统(6)的安装位置与火花光源(11)和PMT光学系统(10)的安装位置能够调换。