一种颗粒状物质重金属元素的激发装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种颗粒状物质重金属元素的激发装置，包括脉冲激光、聚焦透镜、混合腔、进样器、进气通道和吸附板，进样器和进气通道均与混合腔连通，聚焦透镜位于脉冲激光和吸附板之间，聚焦透镜的焦点在吸附板上，混合腔上设有喷嘴，喷嘴朝向所述焦点。实用新型方法通过向混合腔中通入氩气和颗粒物质，混合后喷出的颗粒物质在吸附板上形成颗粒状物质区域，聚焦后的脉冲激光激发颗粒物质产生等离子体，将等离子体信号导入光谱仪，分析得到颗粒状物质的重金属元素信息。本实用新型有效克服了激光诱导击穿光谱技术直接测试颗粒状物质时物质飞溅不稳定的问题，实现了颗粒状物质的在线测试，有效提升测试效率与稳定性。
【专利说明】
一种颗粒状物质重金属元素的激发装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及原子发射光谱技术领域，涉及一种颗粒状物质重金属元素的激发
目.0
【背景技术】
[0002]激光诱导击穿光谱(LaserInduced Breakdown Spectroscopy，LIBS)技术是一种原子发射光谱技术，产生于二十世纪六十年代。LIBS技术利用脉冲激光与样品表面作用产生等离子体，等离子体在衰减过程中辐射出特定频率的光子，产生特征谱线。通过对特征谱线的分析，可确定样品所含重金属元素的种类及含量。LIBS技术无需对样品进行预处理，具有实时、快速、原位、灵敏度高等优点，在工业应用中具有很大的潜力。
[0003]现代工业发展过程中，颗粒状物质(如煤粉、大气颗粒物等)与人们的生活及社会的生产越来越息息相关。因此，亟需一种针对颗粒状物质的分析与检测手段，LIBS技术成为一种潜在的选择。已公开的专利与文献较多的报道了粉末样品压片成型后使用LIBS技术进行测试，但粉末压制过程工艺相对复杂且耗时较多，与LIBS技术本身的优点不符。
[0004]但受限于LIBS技术自身的特点(激光作用点小，等离子体信号易受干扰而不稳定等)，且颗粒状物质不稳定，受激光作用容易飞溅，不利于等离子体信号的产生，因此，LIBS技术直接对颗粒状物质的测试有很大的不确定性。
【实用新型内容】
[0005]为解决上述问题，本实用新型旨在提供一种颗粒状物质重金属元素的激发装置，使用本装置可直接测试颗粒状物质中重金属元素的信息。
[0006]为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案如下:
[0007]—种颗粒状物质重金属元素的激发装置，包括脉冲激光、聚焦透镜、混合腔、进样器、进气通道和吸附板，所述进样器和进气通道均与混合腔连通，所述聚焦透镜位于脉冲激光和吸附板之间，聚焦透镜的焦点在吸附板上，所述混合腔上设有喷嘴，喷嘴朝向所述焦点。
[0008]进一步的，所述混合腔的入口通过三通接头分别与进气通道和进样器相连。
[0009]优选的，所述混合腔为球形，所述混合腔的入口和喷嘴所在的直线穿过混合腔的中心。
[0010]进一步的，所述喷嘴上设有开关，所述进气通道中设有防止颗粒物质进入的隔离膜。
[0011 ]进一步的，所述脉冲激光垂直于吸附板。
[0012]优选的，所述吸附板固定于可移动平台上。吸附板随平台移动，保证每次激光均作用于不同的颗粒区。
[0013]进一步的，所述进样器为自动进样器。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果:
[0015]使用本实用新型装置省去了对颗粒状物质的压制成型过程，且有效克服了激光诱导击穿光谱技术直接测试颗粒状物质时物质飞溅不稳定的问题，实现了颗粒状物质的在线测试，有效提升测试效率与稳定性。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构不意图；
[0017]图中:卜脉冲激光，2-聚焦透镜，3-颗粒状物质区域，4-吸附板，5-喷嘴，6-开关，7-混合腔，8-进样器，9-隔离膜、I O-进气通道。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0019]如图1所示，本实用新型公开的颗粒状物质重金属元素的激发装置，包括脉冲激光
1、聚焦透镜2、混合腔7、进样器8、进气通道10和水平设置的吸附板4，进样器8和进气通道10均与混合腔7连通，聚焦透镜2位于脉冲激光I和吸附板4之间，聚焦透镜2的焦点在吸附板4上，混合腔7上设有喷嘴5，喷嘴5朝向所述焦点。使用时，吸附板4优选水平放置，脉冲激光I和混合腔7位于吸附板4上方。
[0020]进一步的，混合腔7的入口通过三通接头分别与进气通道10和进样器8相连。优选的，混合腔7为球形，混合腔7的入口和喷嘴5所在的直线穿过混合腔7的中心，脉冲激光I垂直于吸附板4。进一步的，喷嘴5上设有开关6，进气通道10中设有防止颗粒物质进入的隔离膜9。优选的，吸附板4固定于可移动平台上，吸附板4结构与粘性稳定，成分简单，不含有待测颗粒状物质样品中需检测的重金属元素。进样器8为自动进样器。
[0021]利用本实用新型装置直接测试颗粒状物质中重金属元素的方法，通过进气通道10向混合腔7中通入氩气，通过进样器8向混合腔7中通入颗粒物质，混合后的氩气和颗粒物质经混合腔7的喷嘴5喷出，喷出的颗粒物质吸附在吸附板4上形成颗粒状物质区域3，将脉冲激光I通过聚焦透镜2聚焦于颗粒状物质区域3上，脉冲激光激发颗粒物质产生等离子体，将等离子体信号导入光谱仪，通过对光谱信号的分析，从而得到颗粒状物质的重金属元素信息。可以通过收集系统将等离子体信号导入光谱仪。
[0022]进一步的，通过一个三通接口，使进样器8中的颗粒状物质进入氩气通道10中，使颗粒物质跟随氩气一起进入混合腔7中，其中，氩气流量范围2?7L/min，优选的，氩气流速为5L/min;颗粒物质流量范围I?6g/min，优选的，颗粒物质流量为lg/min。进一步的，进样器8依照固定流量自动输送颗粒物质，使得颗粒物与氩气混合后，达到稳定的喷出状态，保证检测结果的稳定性。
[0023]使用本实用新型可直接测试颗粒状物质中重金属元素的信息，克服了激光诱导击穿光谱技术直接用于颗粒状物质测试时的诸多难点，通过对颗粒物的固定，有效的降低测试过程中的不确定性，提高测试的稳定性;另一方面，使用本实用新型省去了对颗粒状物质的压制成型过程，且有效克服了激光诱导击穿光谱技术直接测试颗粒状物质时物质飞溅不稳定的问题，实现了颗粒状物质的在线测试，有效提升测试效率。
[0024]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种颗粒状物质重金属元素的激发装置，其特征在于:包括脉冲激光(I)、聚焦透镜(2)、混合腔(7)、进样器(8)、进气通道(10)和吸附板(4)，所述进样器(8)和进气通道(10)均与混合腔(7)连通，所述聚焦透镜(2)位于脉冲激光(I)和吸附板(4)之间，聚焦透镜(2)的焦点在吸附板(4)上，所述混合腔(7)上设有喷嘴(5)，喷嘴(5)朝向所述焦点。2.根据权利要求1所述的颗粒状物质重金属元素的激发装置，其特征在于:所述混合腔(7)的入口通过三通接头分别与进气通道(10)和进样器(8)相连。3.根据权利要求2所述的颗粒状物质重金属元素的激发装置，其特征在于:所述混合腔(7)为球形，所述混合腔(7)的入口和喷嘴(5)所在的直线穿过混合腔(7)的中心。4.根据权利要求1或2所述的颗粒状物质重金属元素的激发装置，其特征在于:所述喷嘴(5)上设有开关(6)，所述进气通道(10)中设有防止颗粒物质进入的隔离膜(9)。5.根据权利要求1或3所述的颗粒状物质重金属元素的激发装置，其特征在于:所述脉冲激光(I)垂直于吸附板(4)。6.根据权利要求1所述的颗粒状物质重金属元素的激发装置，其特征在于:所述吸附板(4)固定于可移动平台上。7.根据权利要求1或2所述的颗粒状物质重金属元素的激发装置，其特征在于:所述进样器(8)为自动进样器。
【文档编号】G01N21/63GK205484044SQ201620270579
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】段忆翔, 陈城汉, 林庆宇
【申请人】四川大学