本发明属于激光光谱技术领域，具体涉及一种空间荧光光谱测量装置及方法。
背景技术
激光光谱技术是激光技术出现以来，在经典光谱基础上发展起来的一门新兴科学技术。随着各个领域的科技进步，测量分析的极限灵敏度、光谱的分辨率、时间以及空间的分辨率都有着很大的提升。光谱学的发展对推动物理学的发展起了极为重要的作用。而测量空间荧光光谱是激光光谱测量的一个分支，对于物理现象的研究也有着比较重要的意义。因为空间荧光光谱对于不同的物质尤其是碱金属在测量上会有不同的气压以及温度要求，所以要设计一套专门用于碱金属在不同气压温度的条件下测量空间荧光光谱的测量装置。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于测量空间荧光光谱的测量装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种空间荧光光谱测量装置，包括用于对样品进行加热并提供封闭气压环境的反应容器，用于激发样品发出荧光信号的激光提供模块，用于采集样品的荧光信号并转化成荧光光谱数据的光谱仪；
所述反应容器包括两端封闭且水平设置的透明筒体，与所述的透明筒体相垂直连通且其内置加热机构的加热筒体，以及与所述反应容器连通用于提供真空环境的真空泵、用于提供保护气体的配气装置以及用于净化的气体净化装置，所述气体净化装置包括循环泵和净化装置；
所述激光提供模块发射出的激光射入筒体并聚焦在样品加热后形成的金属蒸气上；
所述光谱仪设置于所述反应容器一侧用以采集荧光，包括可进行水平位置调整的追踪探头以及单色仪。
在上述技术方案中，所述的加热机构为坩埚，所述坩埚通过设置于反应容器外部的加热线圈进行加热。
在上述技术方案中，所述激光提供模块包括激光器、分光镜、波长计以及扩束镜，所述激光器的出射激光通过分光镜及扩束镜后照射于样品在加热后形成的金属蒸气上。
在上述技术方案中，所述循环泵包括设置有左侧板和右侧板的支撑架，设置在右侧板和左侧板间且受驱动左右往复移动的挡板，两段对应设置在左侧板和挡板间以及右侧板和挡板间的波纹管、所述的波纹管两端分别与挡板、左侧板或右侧板密封固定连接；所述的波纹管的管腔受控经进气管路或出气管路与气体管路连通。
在上述技术方案中，在所述支撑架的左侧板与右侧板之间设置有丝杠，丝杠上设置有与挡板相连接可沿丝杠运动的丝杠滑台；所述丝杠的一端设置有用于控制电机正反转的限位开关，限位开关通过与互锁的继电器相配合操纵循环泵第二步进电机，使循环泵第二步进电机驱动丝杠正向反向交替转动，进而实现丝杠滑台以及设置于其上的挡板在右侧板和左侧板之间的往复运动。
在上述技术方案中，所述挡板与左侧板间的波纹管内形成左气腔，所述挡板与右侧板间的波纹管内形成右气腔，所述进气管路的进气口与左气腔之间设置第一电磁真空阀门，在进气管路的进气口与右气腔之间设置第二电磁真空阀门，在出气管路的出气口与左气腔之间设置第三电磁真空阀门，在出气管路的出气口与右气腔之间设置第四电磁真空阀门。
在上述技术方案中，所述净化装置包括壳体、隔网、吸气剂和温控铠装加热体，壳体的中部放置吸气剂，在吸气剂的两侧设置隔网，在壳体的外部设置温控铠装加热体。
在上述技术方案中，所述吸气剂为锆钒铁。
在上述技术方案中，所述隔网呈蜂窝状。
一种空间荧光光谱测量方法，按照下列步骤进行：
步骤一、将待测样品放置于坩埚内，通过真空泵将反应容器内抽真空，通过配气装置向反应容器内充入保护气体；
步骤二、打开激光器，使激光器的出射激光通过分光镜及扩束镜垂直照射进反应容器内；
步骤三、通过加热线圈对坩埚内的样品进行加热，样品受到加热后形成金属蒸气，激光照射于金属蒸气；
步骤四、打开驱动器，驱动器驱动第一步进电机使追踪探头沿着激光发射方向进行水平移动并采集荧光光谱数据；
步骤五、计算机获取采集到的荧光光谱数据并利用荧光测量软件进行分析处理。
在上述技术方案中，在所述步骤一中，为提高充入的保护气体纯度，将气体净化装置打开对保护气体进行循环净化。
本发明的优点和有益效果为：本装置用于碱金属在不同气压温度的条件下测量空间荧光光谱的测量装置，在进行测试时提供保护气体并可针对待测样品的性质进行测试气压的调整，并采用可进行水平位置调整的追踪探头进行荧光光谱数据的采集，适用于碱金属的荧光光谱测试。
附图说明
图1为本发明整体连接结构示意图。
图2为测量模块连接结构示意图。
图3为追踪探头结构示意图。
图4为激光提供模块连接结构示意图。
图5为蒸发原理示意图。
图6为净化装置结构示意图。
其中，1为反应容器，2为配气装置，3为循环泵，4为净化装置，5为真空泵，6为气压计，7为测量模块，8为激光提供模块，9为单色仪，10为计算机，11为驱动器，12为追踪探头，13为第一步进电机，14为电动平移台，15为测量探头，16为波长计，17为激光器，18为扩束镜，19为分光镜，20为金属蒸气，21为激光，22为坩埚，23为加热线圈，24为激发荧光区域，25为壳体，26为隔网，27为吸气剂，28为温控铠装加热体，29为第一电磁真空阀门，30为第二电磁真空阀门，31为第三电磁真空阀门，32为第四电磁真空阀门，33为第二步进电机，34为丝杠，35为丝杠滑台，36为波纹管，37为挡板，38为进气管路，39为出气管路，40为循环泵底座，42为支撑架，43为滑轨。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种空间荧光光谱测量装置，包括用于对样品进行加热并提供封闭气压环境的反应容器1，用于激发样品发出荧光信号的激光提供模块8，用于采集样品的荧光信号并转化成荧光光谱数据的光谱仪，以及接收荧光光谱数据并进行分析对比的计算机10；
所述反应容器内置有用于加热样品的坩埚22，所述反应容器连通用于提供真空环境的真空泵5、用于提供保护气体的配气装置2以及用于净化的气体净化装置；
所述激光提供模块包括激光器17、分光镜19、波长计16以及扩束镜18，所述激光器的出射激光通过分光镜及扩束镜后照射于反应容器内所述坩埚的垂直上方，从而聚焦在样品在加热后形成的金属蒸气上20；
所述光谱仪包括可进行水平位置调整的追踪探头12以及单色仪9。
所述反应容器为水平设置的透明筒体结构。所述反应容器连接气压计6以测试反应容器内气压。所述坩埚通过设置于反应容器外部的加热线圈23进行加热。
在进行碱金属的空间荧光光谱测量时，采用的样品发光波长为490nm，激光器的输出波长调节为980nm，可根据待测碱金属荧光光谱特性激发波长的不同，选择不同类型、不同波长的激光器，本实施例中选用的为coherent公司生产的飞秒激光器mari-f900。
(1)将待测样品放置于坩埚内，通过真空泵将反应容器内抽真空，通过配气装置向反应容器内充入保护气体；为提高充入的保护气体纯度，将气体净化装置打开对保护气体进行循环净化；
(2)将激光器开机预热40min左右，使激光器的出射激光通过分光镜及扩束镜垂直照射进反应容器内；通过扩束镜调节激光光束直径大小，波长计实时监测激光波长的变化，分光镜为波长计提供实时在线测量所需的激光；
(3)通过加热线圈对坩埚内的样品进行加热，样品受到加热后形成金属蒸气，激光照射于金属蒸气；
(4)打开驱动器，驱动器驱动步进电机使追踪探头沿着激光发射方向进行水平移动并采集荧光光谱数据；
(5)计算机获取采集到的荧光光谱数据并利用荧光测量软件libraview进行分析处理。
实施例2
一种空间荧光光谱测量装置，包括用于对样品进行加热并提供封闭气压环境的反应容器1，用于激发样品发出荧光信号的激光提供模块8，用于采集样品的荧光信号并转化成荧光光谱数据的光谱仪，以及接收荧光光谱数据并进行分析对比的计算机10；
所述反应容器内置有用于加热样品的坩埚22，所述反应容器连通用于提供真空环境的真空泵5、用于提供保护气体的配气装置2以及用于净化的气体净化装置；
所述激光提供模块包括激光器17、分光镜19、波长计16以及扩束镜18，所述激光器的出射激光通过分光镜及扩束镜后照射于反应容器内所述坩埚的垂直上方，从而聚焦在样品在加热后形成的金属蒸气上20；
所述光谱仪包括可进行水平位置调整的追踪探头12以及单色仪9。
所述样品为固态碱金属。所述气体净化装置包括循环泵3和净化装置4，净化装置包括壳体25、蜂窝状隔网26、锆钒铁吸气剂27和温控铠装加热体28，壳体的中部放置锆钒铁吸气剂，在吸气剂的两侧设置蜂窝状隔网，在壳体的外部设置温控铠装加热体。所述追踪探头包括第一步进电机13、电动平移台14和测量探头15，在第一步进电机上设置有可沿其水平滑动的电动平移台，电动平移台上设置有测量探头。所述第一步进电机与驱动器相连，驱动器为步进电机提供驱动力。
实施例3
在实施例2的基础上，所述循环泵的结构如下所述：循环泵包括设置有左侧板和右侧板的支撑架42，设置在右侧板和左侧板间且受驱动左右往复的挡板37，两段对应设置在左侧板和挡板间以及右侧板和挡板间的波纹管36、所述的波纹管两端分别与挡板、左侧板或右侧板密封固定连接；所述的波纹管的管腔受控经进气管路38或出气管路39与气体管路连通；
所述支撑架底部设置循环泵底座40；
所述支撑架的左侧板与右侧板之间设置横穿挡板供挡板在其上滑动的滑轨43；
在所述支撑架的左侧板与右侧板之间设置有丝杠34，丝杠上设置有与挡板相连接可沿丝杠滑动的丝杠滑台35；
所述丝杠的一端设置有用于控制电机正反转的限位开关，限位开关通过与互锁的继电器相配合操纵循环泵第二步进电机33，使循环泵第二步进电机驱动丝杠正向反向交替转动，进而实现丝杠滑台以及设置于其上的挡板在右侧板和左侧板之间的往复运动；
所述挡板与左侧板间的波纹管内形成左气腔，所述挡板与右侧板间的波纹管内形成右气腔，所述进气管路的进气口与左气腔之间设置第一电磁真空阀门29，在进气管路的进气口与右气腔之间设置第二电磁真空阀门30，在出气管路的出气口与左气腔之间设置第三电磁真空阀门31，在出气管路的出气口与右气腔之间设置第四电磁真空阀门32。
在利用循环泵进行保护气体的循环时：第二步进电机的转动由联轴器传递给架在循环泵底座上的丝杠滑台，丝杠滑台可随着丝杠的正反转做往复移动，整个系统通过plc控制步进电机的往复运动，当挡板向左运动时开启第二电磁真空阀门、第三电磁真空阀门，关闭第一电磁真空阀门、第四电磁真空阀门；当挡板向左运动时开启第一电磁真空阀门、第四电磁真空阀门，关闭第二电磁真空阀门、第三电磁真空阀门；这样系统内的气体可以不间断的通过净化装置，如此往复，形成系统内气体循环。循环泵每往复一次可以循环1l气体，按照循环泵最快每分钟往复45次计算，循环泵的极限每分钟循环45l。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。