一种基于激光诱导击穿光谱方法的海水水质金属元素测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及海水水体污染检测领域，尤其涉及环境光学检测技术领域，具体为海水水质金属元素激光诱导击穿光谱连续测量装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着中国工业化进程的不断加快，国内环境污染日益严重。其中，海岸带海水水体金属污染已经十分突出。目前现有的检测方法主要以现场采样，实验室分析为主，主要包括分光光度法、原子吸收/发射光谱、电感耦合等离子体发射光谱和离子选择电离法等。这些方法仪器价格昂贵，运行费用高，有的样品预处理程序复杂，存在二次污染，有的不能进行多元素同时测量分析。
[0003]与上述方法相比，激光诱导击穿光谱技术(以下简称LIBS)是一种新兴的无损检测技术，因其具有简单、快速、实时分析、无需其他化学试剂、不存在二次污染等优点而备受关注。但是目前尚无连续在线检测海水水体金属元素的仪器。
[0004]此外，采用激光诱导击穿光谱技术测量时，待测样品的表面的等离子体区域的电子密度较大，对激光能量起到了屏蔽作用，使得后续激光能量无法到达待测样品的表面，阻止了待测样品的继续烧蚀；为解决该技术问题，有采用双激光源的方法，还有采用单激光源双波长的方法，如中国专利申请号201320642799.5就公开了这一结构；但无论采用哪种方法，都避免不了 LIBS技术直接作用水体时出现水花溅射，降低等离子体强度的问题，此外，由于激光束汇聚在石墨基底一点易产生光束照射不均匀问题，影响测量结果。
【实用新型内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于激光诱导击穿光谱方法的海水水质金属元素测量装置，该装置被测海水水样通过自动进样系统精确滴定，然后通过加热烘干单元对样品进行烘干处理，并通过自动旋转托盘旋转至测量位置，最后采用激光诱导击穿光谱技术对以石墨为基体的样品进行光谱测量。本实用新型的特点是检测速度快，灵敏度高，操作简单，被测水样无需复杂处理过程，无需化学试剂，不存在二次污染等。
[0006]本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]—种基于激光诱导击穿光谱方法的海水水质金属元素测量装置，其特征在于，包括:激光器、样品仓、控制电路、光纤、光谱仪和计算机；
[0008]所述样品仓包括反射镜、聚焦透镜、石墨基底、托盘、自动进样及加热烘干单元、托盘电机、石墨电机、自动升降装置和采集透镜；
[0009]所述激光器发射的激光经过反射镜折射后再通过聚集透镜汇集在石墨基底上的待测样品上；待测样品被激发出的等离子体产生的光谱信号被采集透镜收集后经光纤传输至光谱仪；所述激光器触发装置和光谱仪触发装置相连，通过计算机设置二者之间的延迟时间，保证激光作用于样品与采集之间的同步。
[0010]所述计算机还与控制电路连接；
[0011 ] 所述控制电路包括自动进样及加热烘干单元的控制电路和供电电路以及托盘电机和石墨电机的控制电路；
[0012]所述自动进样及加热烘干单元由进水栗、进样管、精密滴定装置、加热丝和保护罩组成，所述自动进样及加热烘干单元与控制电路相连，控制电路与计算机相连，计算机通过控制电路向进水栗、精密滴定装置发送控制信号和向加热丝供电，进水栗和精密滴定装置接收到控制信号后进行海水水样采集并精确滴定，加热丝在接收到供电后开始加热工作对样品进行烘干处理；
[0013]所述托盘中心与托盘电机相连，计算机通过控制电路控制托盘电机转动，从而带动石墨基底转动，将石墨基底转动至工作区域；计算机通过控制电路控制自动升降装置上升带动石墨电机上升，通过石墨电机上固定的小托盘将石墨基底托起至固定位置；计算机通过控制电路控制石墨电机转动，从而带动石墨基底旋转。
[0014]石墨基底上部中心位置开一圆形凹槽，用于采集水样的注入。
[0015]本实用新型的优点是:
[0016]1、被测水体无需进行复杂的化学处理过程，不需要化学试剂，不存在二次污染问题。
[0017]2、整个采样过程采用进水栗与精密滴定装置相结合，无需手动采样，并且采样精度高，并可实现海水水体金属元素的连续在线自动检测。整个测量过程为全自动化过程，操作简单。
[0018]3、米用 LIBS 技术 Laser-1nduced Breakdown Spectroscopy (激光诱导击穿光谱仪的简称)可实现不同金属元素的同时测量，检测速度快。
[0019]4、采用富集手段可避免采用LIBS技术直接作用水体时出现水花溅射，降低等离子体强度的问题，并且可提高测量的检测下限，灵敏度高。
[0020]5、本实用新型设计了石墨自旋电机带动石墨转动的机构，通过多次测量进行平均，避免了光束照射不均匀带来的影响，
[0021]本实用新型的效果:
[0022]采用LIBS技术对富集过后的样品进行测量，采用进水栗与精密滴定装置相结合的自动采样系统，整个过程全自动化，无需对被测水体进行复杂的预处理过程，可实现多种金属元素的同时在线测量，检测速度快，灵敏度高，整个过程操作简单，不存在二次污染。可以为海岸带海水水体金属元素监测提供有力的数据支持。
[0023]本实用新型装置可提高环境保护部门对海岸带水体金属元素的监测技术水平，为海岸带水体污染提供有力的数据支持。该实用新型装置根据测量需要也可以扩展到其他水质金属元素的测量。
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型装置的结构示意图；
[0025]附图1中:1、激光器；2、样品仓；3、反射镜；4、聚焦透镜；5、石墨基底；6、托盘；7、自动进样及加热烘干单元；8、托盘电机；9、石墨电机；10、自动升降装置；11、控制电路；12、采集透镜；13、光纤；14、光谱仪；15、计算机。
[0026]图2是自动进样及加热烘干单元结构示意图；
[0027]附图2中:701、进水栗；7