一種顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，包括脈沖激光、聚焦透鏡、混合腔、進(jìn)樣器、進(jìn)氣通道和吸附板，進(jìn)樣器和進(jìn)氣通道均與混合腔連通，聚焦透鏡位于脈沖激光和吸附板之間，聚焦透鏡的焦點(diǎn)在吸附板上，混合腔上設(shè)有噴嘴，噴嘴朝向所述焦點(diǎn)。實(shí)用新型方法通過向混合腔中通入氬氣和顆粒物質(zhì)，混合后噴出的顆粒物質(zhì)在吸附板上形成顆粒狀物質(zhì)區(qū)域，聚焦后的脈沖激光激發(fā)顆粒物質(zhì)產(chǎn)生等離子體，將等離子體信號(hào)導(dǎo)入光譜儀，分析得到顆粒狀物質(zhì)的重金屬元素信息。本實(shí)用新型有效克服了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)直接測(cè)試顆粒狀物質(zhì)時(shí)物質(zhì)飛濺不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了顆粒狀物質(zhì)的在線測(cè)試，有效提升測(cè)試效率與穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及原子發(fā)射光譜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LaserInduced Breakdown Spectroscopy，LIBS)技術(shù)是一種原子發(fā)射光譜技術(shù)，產(chǎn)生于二十世紀(jì)六十年代。LIBS技術(shù)利用脈沖激光與樣品表面作用產(chǎn)生等離子體，等離子體在衰減過程中輻射出特定頻率的光子，產(chǎn)生特征譜線。通過對(duì)特征譜線的分析，可確定樣品所含重金屬元素的種類及含量。LIBS技術(shù)無需對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，具有實(shí)時(shí)、快速、原位、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)應(yīng)用中具有很大的潛力。
[0003]現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中，顆粒狀物質(zhì)(如煤粉、大氣顆粒物等)與人們的生活及社會(huì)的生產(chǎn)越來越息息相關(guān)。因此，亟需一種針對(duì)顆粒狀物質(zhì)的分析與檢測(cè)手段，LIBS技術(shù)成為一種潛在的選擇。已公開的專利與文獻(xiàn)較多的報(bào)道了粉末樣品壓片成型后使用LIBS技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，但粉末壓制過程工藝相對(duì)復(fù)雜且耗時(shí)較多，與LIBS技術(shù)本身的優(yōu)點(diǎn)不符。
[0004]但受限于LIBS技術(shù)自身的特點(diǎn)(激光作用點(diǎn)小，等離子體信號(hào)易受干擾而不穩(wěn)定等)，且顆粒狀物質(zhì)不穩(wěn)定，受激光作用容易飛濺，不利于等離子體信號(hào)的產(chǎn)生，因此，LIBS技術(shù)直接對(duì)顆粒狀物質(zhì)的測(cè)試有很大的不確定性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型旨在提供一種顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，使用本裝置可直接測(cè)試顆粒狀物質(zhì)中重金屬元素的信息。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0007]—種顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，包括脈沖激光、聚焦透鏡、混合腔、進(jìn)樣器、進(jìn)氣通道和吸附板，所述進(jìn)樣器和進(jìn)氣通道均與混合腔連通，所述聚焦透鏡位于脈沖激光和吸附板之間，聚焦透鏡的焦點(diǎn)在吸附板上，所述混合腔上設(shè)有噴嘴，噴嘴朝向所述焦點(diǎn)。
[0008]進(jìn)一步的，所述混合腔的入口通過三通接頭分別與進(jìn)氣通道和進(jìn)樣器相連。
[0009]優(yōu)選的，所述混合腔為球形，所述混合腔的入口和噴嘴所在的直線穿過混合腔的中心。
[0010]進(jìn)一步的，所述噴嘴上設(shè)有開關(guān)，所述進(jìn)氣通道中設(shè)有防止顆粒物質(zhì)進(jìn)入的隔離膜。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述脈沖激光垂直于吸附板。
[0012]優(yōu)選的，所述吸附板固定于可移動(dòng)平臺(tái)上。吸附板隨平臺(tái)移動(dòng)，保證每次激光均作用于不同的顆粒區(qū)。
[0013]進(jìn)一步的，所述進(jìn)樣器為自動(dòng)進(jìn)樣器。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果:
[0015]使用本實(shí)用新型裝置省去了對(duì)顆粒狀物質(zhì)的壓制成型過程，且有效克服了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)直接測(cè)試顆粒狀物質(zhì)時(shí)物質(zhì)飛濺不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了顆粒狀物質(zhì)的在線測(cè)試，有效提升測(cè)試效率與穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖中:卜脈沖激光，2-聚焦透鏡，3-顆粒狀物質(zhì)區(qū)域，4-吸附板，5-噴嘴，6-開關(guān)，7-混合腔，8-進(jìn)樣器，9-隔離膜、I O-進(jìn)氣通道。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型公開的顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，包括脈沖激光
1、聚焦透鏡2、混合腔7、進(jìn)樣器8、進(jìn)氣通道10和水平設(shè)置的吸附板4，進(jìn)樣器8和進(jìn)氣通道10均與混合腔7連通，聚焦透鏡2位于脈沖激光I和吸附板4之間，聚焦透鏡2的焦點(diǎn)在吸附板4上，混合腔7上設(shè)有噴嘴5，噴嘴5朝向所述焦點(diǎn)。使用時(shí)，吸附板4優(yōu)選水平放置，脈沖激光I和混合腔7位于吸附板4上方。
[0020]進(jìn)一步的，混合腔7的入口通過三通接頭分別與進(jìn)氣通道10和進(jìn)樣器8相連。優(yōu)選的，混合腔7為球形，混合腔7的入口和噴嘴5所在的直線穿過混合腔7的中心，脈沖激光I垂直于吸附板4。進(jìn)一步的，噴嘴5上設(shè)有開關(guān)6，進(jìn)氣通道10中設(shè)有防止顆粒物質(zhì)進(jìn)入的隔離膜9。優(yōu)選的，吸附板4固定于可移動(dòng)平臺(tái)上，吸附板4結(jié)構(gòu)與粘性穩(wěn)定，成分簡(jiǎn)單，不含有待測(cè)顆粒狀物質(zhì)樣品中需檢測(cè)的重金屬元素。進(jìn)樣器8為自動(dòng)進(jìn)樣器。
[0021]利用本實(shí)用新型裝置直接測(cè)試顆粒狀物質(zhì)中重金屬元素的方法，通過進(jìn)氣通道10向混合腔7中通入氬氣，通過進(jìn)樣器8向混合腔7中通入顆粒物質(zhì)，混合后的氬氣和顆粒物質(zhì)經(jīng)混合腔7的噴嘴5噴出，噴出的顆粒物質(zhì)吸附在吸附板4上形成顆粒狀物質(zhì)區(qū)域3，將脈沖激光I通過聚焦透鏡2聚焦于顆粒狀物質(zhì)區(qū)域3上，脈沖激光激發(fā)顆粒物質(zhì)產(chǎn)生等離子體，將等離子體信號(hào)導(dǎo)入光譜儀，通過對(duì)光譜信號(hào)的分析，從而得到顆粒狀物質(zhì)的重金屬元素信息?？梢酝ㄟ^收集系統(tǒng)將等離子體信號(hào)導(dǎo)入光譜儀。
[0022]進(jìn)一步的，通過一個(gè)三通接口，使進(jìn)樣器8中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)入氬氣通道10中，使顆粒物質(zhì)跟隨氬氣一起進(jìn)入混合腔7中，其中，氬氣流量范圍2?7L/min，優(yōu)選的，氬氣流速為5L/min;顆粒物質(zhì)流量范圍I?6g/min，優(yōu)選的，顆粒物質(zhì)流量為lg/min。進(jìn)一步的，進(jìn)樣器8依照固定流量自動(dòng)輸送顆粒物質(zhì)，使得顆粒物與氬氣混合后，達(dá)到穩(wěn)定的噴出狀態(tài)，保證檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性。
[0023]使用本實(shí)用新型可直接測(cè)試顆粒狀物質(zhì)中重金屬元素的信息，克服了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)直接用于顆粒狀物質(zhì)測(cè)試時(shí)的諸多難點(diǎn)，通過對(duì)顆粒物的固定，有效的降低測(cè)試過程中的不確定性，提高測(cè)試的穩(wěn)定性;另一方面，使用本實(shí)用新型省去了對(duì)顆粒狀物質(zhì)的壓制成型過程，且有效克服了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)直接測(cè)試顆粒狀物質(zhì)時(shí)物質(zhì)飛濺不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了顆粒狀物質(zhì)的在線測(cè)試，有效提升測(cè)試效率。
[0024]當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，其特征在于:包括脈沖激光(I)、聚焦透鏡(2)、混合腔(7)、進(jìn)樣器(8)、進(jìn)氣通道(10)和吸附板(4)，所述進(jìn)樣器(8)和進(jìn)氣通道(10)均與混合腔(7)連通，所述聚焦透鏡(2)位于脈沖激光(I)和吸附板(4)之間，聚焦透鏡(2)的焦點(diǎn)在吸附板(4)上，所述混合腔(7)上設(shè)有噴嘴(5)，噴嘴(5)朝向所述焦點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，其特征在于:所述混合腔(7)的入口通過三通接頭分別與進(jìn)氣通道(10)和進(jìn)樣器(8)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，其特征在于:所述混合腔(7)為球形，所述混合腔(7)的入口和噴嘴(5)所在的直線穿過混合腔(7)的中心。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，其特征在于:所述噴嘴(5)上設(shè)有開關(guān)(6)，所述進(jìn)氣通道(10)中設(shè)有防止顆粒物質(zhì)進(jìn)入的隔離膜(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，其特征在于:所述脈沖激光(I)垂直于吸附板(4)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，其特征在于:所述吸附板(4)固定于可移動(dòng)平臺(tái)上。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顆粒狀物質(zhì)重金屬元素的激發(fā)裝置，其特征在于:所述進(jìn)樣器(8)為自動(dòng)進(jìn)樣器。
【文檔編號(hào)】G01N21/63GK205484044SQ201620270579
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】段憶翔, 陳城漢, 林慶宇
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)