[实用新型]一种便携式激光感知光谱元素分析检测装置

说明书

本实用新型属于光谱测量技术领域，涉及一种便携式激光感知光谱元素分析检测装置，包括桶形的壳体，壳体侧壁上设有提手，壳体顶部安装有工业平板电脑，壳体的底板上安装有压电平台和多通道光谱仪，壳体内还安装有摄像头、激光发生器和透镜集成座，透镜集成座上安装有聚焦透镜和收光透镜，摄像头与多通道光谱仪分别位于压电平台的两侧，激光发生器位于压电平台上方，透镜集成座位于激光发生器和压电平台之间；压电平台、摄像头以及多通道光谱仪均与工业平板电脑信号连接。该分析检测装置整体便携性、通用性良好，可在野外实时在线检测，具有较好的实用性。

技术领域

本实用新型属于光谱测量技术领域，涉及一种元素成像分析系统，具体涉及一种便携式激光感知光谱元素分析检测装置。

背景技术

激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy, 简称 LIBS）检测技术是近年来发展起来的一种属于原子发射光谱的元素检测技术。LIBS技术的基本原理是利用高能量激光聚焦到样品表面上后，样品表面焦点处的温度迅速上升，局部的高温使原子脱离样品表面迅速向外膨胀，在膨胀过程中，部分原子在强激光场的作用下产生热电子，这些最初的自由电子进一步和其他原子碰撞，最后形成等离子体。通过多通道光谱仪测量等离子体的发光就可以对等离子体中的元素成分和含量进行定性和定量分析。

LIBS技术无需复杂的样品预处理、系统结构简单、操作快捷、能够同时对气体、液体和固体进行实时快速在线测量。近些年来该技术得到了迅速发展，其在生物医学研究、军事安全、宇宙空间探索、工业加工流程控制、环境污染实时检测等领域都取得了重要的研究成果。

LIBS技术可以用于实时检测农田中各类元素的含量情况。在中药材土壤种植中，土壤成分中除含有人体所需的微量元素外，还含有铬、镍、汞等的重金属化合物。LIBS技术可以很好的对农田中的各类元素进行实时在线检测，并且还能得到样品表面待检测元素浓度的分布情况，尽管LIBS技术在元素分析领域具有独特的优势，但是到目前为止，LIBS技术的发展仍然停留在实验室发展阶段，LIBS的分析仪器还比较少，且通用性不好。因此，提供一种能够稳定分析LIBS光谱信号、且操作程序简单、设备便携、效率高、可以实现元素浓度表面定量分析的检测装置很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便携式激光感知光谱分析检测装置，可高效率地实现在线实时测量，以解决局限于实验室的各类物质元素检测，例如实时检测农田中重金属元素含量不便捷的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种便携式激光感知光谱元素分析检测装置，包括桶形的壳体，壳体顶部安装有工业平板电脑，壳体的底板上安装有压电平台和多通道光谱仪，壳体内还安装有摄像头、激光发生器和透镜集成座，透镜集成座上安装有聚焦透镜和收光透镜，摄像头与多通道光谱仪分别位于压电平台的两侧，激光发生器位于压电平台上方，透镜集成座位于激光发生器和压电平台之间；压电平台、摄像头以及多通道光谱仪均与工业平板电脑信号连接。

壳体内还设有电源，电源分别与压电平台、多通道光谱仪、摄像头、激光发生器以及工业平板电脑电连接。

本实用新型具有如下优点：

1、聚焦透镜周围环向设置有四个收光透镜，四个收光透镜聚焦位置可调节，保证聚焦透镜和四个收光透镜焦点保持一致，降低激光漫反射，抗干扰，增大收光量，减少光谱信息损失，提高检测准确度；

2、便携性好，可野外作业，实现实地实时在线检测，不用将样本送去实验室，节约时间，提高检测效率；

3、通用性好，设备操作简单，检测效率高，可快速进行样品内部元素定性、定量分析；

4、集成度高，通过工业平板电脑一体控制摄像头、多通道光谱仪、压电平台以及激光发生器，相较于传统LIBS系统，实现一机多用，缩小了设备体积。

附图说明

图1为本实用新型分析检测装置的示意图；