择粗聚焦参考平面，并设置精聚焦的聚焦范围R、光谱积分波长范围RI、精 聚焦次数N;
[0049] S2:加载待测样本，根据位移传感器测量到的参考平面与第一聚焦透镜之间的距 离，调整聚焦位置，即第一聚焦透镜到待测样本表面的距离；
[0050] S3 :根据设置的聚焦范围R、光谱积分范围RI、精聚焦次数N，按照预设的步距P改 变聚焦位置同时进行光谱采集，确定每次采集到的光谱质量评价指标，并将最优光谱质量 评价指标对应的聚焦位置确定为最优聚焦位置，完成本次自动聚焦。
[0051] 本发明实施例所述的用于LIBS物质成分检测的自动聚焦方法，通过加载待测样 本；在基于位移传感器测距的粗聚焦过程中，根据位移传感器测量到的参考平面与第一聚 焦透镜之间的距离，调整聚焦位置；在基于光谱积分的精聚焦过程中，根据已设置的聚焦范 围R、光谱积分范围RI、精聚焦次数N，按照预设的步距P改变聚焦位置同时进行光谱采集， 确定每次采集到的光谱质量评价指标，并将最优光谱质量评价指标对应的聚焦位置确定为 最优聚焦位置，完成本次自动聚焦，从而实现LIBS成分检测时激光的快速自动聚焦，W获 取稳定、高质量的光谱信号。
[0052] 本发明实施例中，所述待测样本可W是表面不平整的待测固体样本或表面有波动 性的待测液体样本，还可W是其他被测样本，在W下的具体说明中待测样本W高溫钢液为 例。在自动聚焦过程中，通过驱动高精度电机（图1中未画出）实时调整聚焦透镜B和高 溫钢液表面的距离，使得激光聚焦位置最优，从而获得稳定、高质量的光谱信号。
[0053] 本发明实施例中，完成本次自动聚焦后，能够加载下一个待测样本，重复S2~S3， 对下一个待测样本进行快速自动聚焦。
[0054] 本发明实施例用在LIBS领域时，特别是在对表面不平整的固体样品或表面有波 动性的液体样品进行成分检测时，可W避免因激光聚焦位置的变化造成的光谱强度的波 动，从而影响定性和定量分析结果，提高检测精度。
[0055] 本发明实施例在LIBS物质成分检测技术的应用推广中，例如，烙融金属成分的在 线检测、矿物成分检测、液态样品成分检测等，本发明实施例的应用可W获得更加准确的物 质成分检测结果，并且检测效率高，实时性强。
[0056] 本发明实施例灵活性、可移植性强，能够地通过编写计算机程序集成到其他LIBS 物质成分检测系统中，实现LIBS成分检测时激光的快速自动聚焦。 阳057] 在前述用于LIBS物质成分检测的自动聚焦方法的【具体实施方式】中，可选地，所述 参考平面与待测样本表面相对距离不变；
[0058] 所述参考平面与第一聚焦透镜之间的距离和待测样本表面与第一聚焦透镜之间 的距离相近。
[0059] 本发明实施例中，所述位移传感器可W为激光位移传感器，参考平面的作用是在 S2粗聚焦过程中，作为激光位移传感器所发出激光的激光反射面，所述参考平面与高溫钢 液液面相对距离不变；参考平面距聚焦透镜B之间的距离和高溫钢液液面距聚焦透镜B之 间的距离相近，本实施例中可W选择载物台上表面作为参考平面，参看图1所示。
[0060] 在前述用于LIBS物质成分检测的自动聚焦方法的【具体实施方式】中，可选地，所述 精聚焦的聚焦范围R是指精聚焦过程中第一聚焦透镜的移动范围；
[0061] 所述精聚焦的聚焦范围R大于等于位移传感器的精度M和待测样本表面不平整起 伏高度H之中的较大者，即R>MAX(M，H)。
[0062] 本发明实施例中，聚焦范围R是指精聚焦过程中聚焦透镜B的移动范围，聚焦 范围R大于等于位移传感器的精度M和高溫钢液液面波动起伏高度H之中的较大者，即R>MAX(M，H)。例如，本发明实施例中，M= 8mm，可W取聚焦范围R= 1mm;光谱 积分范围RI取光谱仪所能检测的全波段，光谱积分范围RI的范围可W取巧〇〇nm，980nm]; 精聚焦次数N可W取1次。
[0063] 在前述用于LIBS物质成分检测的自动聚焦方法的【具体实施方式】中，可选地，所述 根据位移传感器测量到的参考平面与第一聚焦透镜之间的距离，调整聚焦位置包括：
[0064] 获取参考平面与待测样本表面的距离hi; 阳0化]根据位移传感器测量到的参考平面与第一聚焦透镜之间的距离Hi,调整Hi使第一 聚焦透镜到待测样本表面的距离Hi-hi等于第一聚焦透镜的焦距；
[0066] 其中，位移传感器的基准面与第一聚焦透镜处于同一水平面上。
[0067] 本发明实施例中，先加载高溫钢液样本到载物台上，基于位移传感器测距的粗聚 焦具体过程包括：参考平面与高溫钢液液面的距离hi已知，位移传感器基准面与聚焦透镜 B处于同一水平面上；通过所述位移传感器测量参考平面与的聚焦透镜B之间的距离Hi,驱 动高精度电机调整Hi使得第一聚焦透镜到待测样本表面的距离化i-hi)等于聚焦透镜B的 焦距。
[0068] 在前述用于LIBS物质成分检测的自动聚焦方法的【具体实施方式】中，可选地，光谱 采集次数n=R今pXN。
[0069] 本发明实施例中，基于光谱积分的精聚焦具体过程包括：根据S1中设置的聚焦范 围R、光谱积分范围RI、精聚焦次数N，W步距P= 20Jim驱动电机在聚焦范围R内移动，改 变聚焦位置；每改变一次聚焦位置进行一次光谱采集，共进行光谱采集次数n=R-pXN; 确定每次采集到的光谱质量评价指标，光谱质量评价指标最优者认为是最优聚焦位置采集 到的光谱，至此本次自动聚焦完成。 阳070] 在前述用于LIBS物质成分检测的自动聚焦方法的【具体实施方式】中，可选地，当所 述光谱积分波长范围RI为一个波长区间时，所述光谱质量评价指标为该波长区间内的光 谱强度积分K:
阳0巧其中，A为波长；入1、^2为所设置的光谱积分波长范围RI的上下限：RI= [入1，A2]，T(入）为波长A处的光谱强度。 阳073] 本发明实施例中，当光谱积分波长范围为RI= [200, 980]时，光谱质量评价指标 为波长范围RI内的光谱强度积分K，K表示为式（1):
阳〇7引式（1)中，入1= 200,A2= 980,T(入）表示波长A处的光谱强度。
[0076]在前述用于LIBS物质成分检测的自动聚焦方法的【具体实施方式】中，可选地，当所 述光谱积分波长范围RI为多个波长区间的并集时，所述光谱质量评价指标为多个波长区 间的光谱强度积分的加和Ki:
阳〇7引其中，A康示波长，n为波长区间的数量，A11、入。为第i个波长区间的波长上下 限，满足光谱积分波长范围
为波长A1处的光谱强度。
[0079] 本发明实施例中，当所述光谱积分波长范围RI为多个波长区间的并集时，所述 光谱质量评价指标为多个波长区间的光谱强度积分的加和Ki，例如，当检测过程中关注 的元素为高溫钢液中的非金属元素憐，由于非金属元素憐特征光谱强度较弱，光谱积分 波长范围RI不再选择光谱仪所能检测的全波段，而是选择憐元素的特征谱线的谱峰覆 盖的波长范围为光谱强度积分范围。根据NIST数据库，选择憐元素的两条原子谱线：入1 = 253. 56nm，^2= 930. 494nm，其谱峰覆盖的波长范围分别为巧50. 5,256. 5]、巧27. 5， 933. 5]，故RI= [250. 5,256.引U[927. 5,933.引。 阳080] 实施例二
[0081] 本发明还提供一种用于LIBS物质成分检测的自动聚焦系统的【具体实施方式】，由 于本发明提供的用于LIBS物质成分检测的自动聚焦系统与前述用于LIBS物质成分检测的 自动聚焦方法的【具体实施方式】相对应，该用于LIBS物质成分检测的自动聚焦系统可W通 过执行上述方法【具体实施方式】中的流程步骤来实现本发明的目的，因此上述用于LIBS物 质成分检测的自动聚焦方法【具体实施方式】中的解释说明，也适用于本发明提供的用于LIBS 物质成分检测的自动聚焦系统的【具体实施方式】，在本发明W下的【具体实施方式】中将不再寶 述。
[0082] 参看图3所示，本发明实施例还提供一种用于LIBS物质成分检测的自动聚