一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置，包括YAG激光器、透鏡、光纖探頭、光譜儀、小型電風扇、水體樣品池和計算機，其特征在于，YAG激光器輸出的激光束入射方向與樣品池的垂直方向成45°，小型電風扇水平放置并位于光纖探頭下方偏后5-10cm的位置，氣流中心的水平高度高出液體表面約25mm。YAG激光器輸出的激光束，其入射方向位于光纖探頭的上方。該裝置通過調整了激光束的入射角度并借助小型電風扇產生氣流的作用，有效的改善了由于水體濺射和水波對光譜信號的影響，提高了檢測信號的穩定性。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置，包括YAG激光器、透鏡、光纖探頭、光譜儀、小型電風扇、水體樣品池和計算機，其特征在于，YAG激光器輸出的激光束入射方向與樣品池的垂直方向成45°，小型電風扇水平放置并位于光纖探頭下方偏后5-10cm的位置，氣流中心的水平高度高出液體表面約25mm。YAG激光器輸出的激光束，其入射方向位于光纖探頭的上方。該裝置通過調整了激光束的入射角度并借助小型電風扇產生氣流的作用，有效的改善了由于水體濺射和水波對光譜信號的影響，提高了檢測信號的穩定性。【專利說明】一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置
本技術屬于原子發射光譜領域，涉及光譜檢測技術，尤其涉及到一種提高激 光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置。
技術介紹
水是人類生存不可缺少的生命物質，是人體中最重要的物質，約占體重的70%，被 喻為"生命之源"。水質的優劣將直接影響到經濟的發展、人體的健康乃致人類的生存。水 質污染是指進入水體中的重金屬的含量超過了水體的自凈能力，使水質受到損害，從而導 致對水體正常使用功能的干擾、破壞。造成水資源可利用性的降低，甚至喪失。水體中的有 害污染物一旦通過消化道或皮膚進入人體，會破壞機體正常的生理功能，危害健康。水質污 染還會影響工業、農業、漁業的正常生產，對生態環境造成破壞。因此對水體中的有害污染 物，特別是重金屬的檢測顯得尤其重要。 目前，水體中重金屬檢測通常采用的方法有原子吸收分光光度法、原子熒光光 度法（AFS)、電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES)、電感耦合等離子體質譜法 (ICP-MS)和電化學分析法等一些方法。這些方法是都需要附加試劑對樣品成分進行分離或 者富集處理，從而造成了大量繁瑣的操作過程和漫長的檢測時間，而且，這些方法一般都需 要取樣，無法實現原位的檢測。因此，建立一套快速、實時、可多元素同時檢測的水體中重金 屬的檢測技術，對于當前的社會需求有著重要的實際意義。 激光誘導擊穿光譜技術（LIBS)是一種近年來發展迅速的原子光譜分析技術。這 種技術，由于允許快速、多元素實時在線檢測以及無需樣品的制備，因此在水體重金屬的檢 測中有著廣泛的應用前景。 但是，目前激光誘導擊穿光譜技術應用于水體污染物的檢測存在以下缺陷：第一： 激光垂直聚焦于樣品表面，引起水體濺射，嚴重影響了光譜信號的收集，污染光學元件，導 致測量信號重復性差；第二：由于高能量的激光作用于水體表面上，容易引起液面波動，導 致信號的穩定性低。這些不足制約著LIBS在水體檢測中的進一步發展和廣泛的應用。
技術實現思路
針對上述現有技術中存在的缺陷，本技術提出了一種提高激光誘導水體重金 屬檢測信號穩定性的裝置。該裝置調整了激光束的入射角度并借助小型電風產生的氣流， 有效的改善了由于水體濺射對光學器件的污染和對信號穩定性的影響，同時采用低重復頻 率激光器，消除水波對信號穩定性的影響。 本技術解決其技術問題所采用的技術方案如下： -種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置，包括YAG激光器（1)、平面 反射鏡（2)、聚焦透鏡（3)、光纖探頭（4)、水體樣品池（5)、小型電風扇￠)、光譜儀（7)和計 算機（8)，其特征在于，調節平面反射鏡（2)，使得YAG激光器（1)輸出的激光束經平面反射 鏡⑵反射后通過聚焦透鏡⑶與水體樣品池（5)的垂直方向成45°入射到水體表面，激 光誘導產生的光譜由光纖探頭（4)收集，小型電風扇（6)的氣流迎著水體樣品池（5)由光 纖探頭（4)的這側吹向另一側，光纖探頭（4)將收集到的光譜通過光纖耦合到光譜儀（7) 中，光譜儀（7)將數據進一步傳輸到計算機（8)中進行分析。 所述的小型電風扇（6)，水平擺放并位于光纖探頭下方偏后5-lOcm的位置，小型 電風扇（6)氣流中心的水平高度高出液體表面2. 5cm，與光纖探頭頂端高度相當。 所述的YAG激光器（1)，其激光光束入射方向位于光纖探頭（4)的正上方，激光重 復頻率為〇. 5Hz。 toon] 與傳統的激光誘導液體重金屬光譜的檢測裝置相比，本技術具有的有益效果 是： 本技術改傳統的激光垂直入射液體樣品表面的方式為與垂直方向成45°入 射，使得由原來垂直入射造成的液體四面方向的濺射變成液體大部分沿著激光入射方向的 另一側濺射，將光纖探頭、激光束和小型電風扇三者置于水體樣品池的同一側，減小了液體 濺射到光纖的探頭和激光聚焦透鏡上，提高光譜信號的穩定性，利用氣流的作用再次減少 小部分液體濺射對光纖探頭和聚焦透鏡的影響，從兩個方面減少液體濺射對信號穩定性的 影響，有效的提高了檢測精度。另一方面采用低重復頻率激光，使得激光轟擊在水體表面產 生的水波在后續激光轟擊前得以消失，水體表面復歸平靜，有利于信號的穩定性，提高檢測 精度。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為本技術一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置。 附圖標識：脈沖激光器（1)、平面發射鏡（2)、聚焦透鏡（3)、光纖探頭（4)、液體樣 品池（5)、小型電風扇（6)、光譜儀（7)、計算機（8)。 【具體實施方式】 以下結合附圖對本技術作進一步的說明。 一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置，包括以下步驟： 第一步：將液體樣品池（5)水平靜置，開啟小型電風扇￠)，調節風扇，使之位于光 纖探頭（4)下方偏后5-10cm的位置，同時，小型電風扇（6)氣流中心的水平高度高出液體 表面2. 5cm，與光纖探頭（4)頂端高度相當，使得氣流的作用不會引起液體表面的波動。 第二步：打開脈沖激光器（1)，產生的激光束由平面反射鏡（2)反射后經過聚焦透 鏡（3)與液體樣品池（5)垂直方向成45°聚焦于液體樣品池（5)，使得由于激光作用導致 的液體濺射更多沿著激光束入射的另一方向散開。 第三步：光纖探頭（4)位于激光束和小型風扇之間，激光誘導液體產生的等離子 體由的光纖探頭（4)收集。 第四步：光纖探頭⑷收集得到的光譜傳輸到光譜儀（7)，光譜儀（7)將實驗數據 送入計算機（8)進行處理和分析。 以上所述僅為本技術的具體實施例，但本技術的技術特征并不局限于 此，任何本領域的技術人員在本技術的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實用新 型的專利范圍之中。【權利要求】1. 一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置，包括YAG激光器（1)、平面反 射鏡（2)、聚焦透鏡（3)、光纖探頭（4)、水體樣品池（5)、小型電風扇￠)、光譜儀（7)和計算 機（8)，其特征在于，調節平面反射鏡（2)，使得YAG激光器（1)輸出的激光束經平面反射鏡 (2)反射后通過聚焦透鏡（3)與水體樣品池（5)的垂直方向成45°入射到水體表面，激光 誘導產生的光譜由光纖探頭（4)收集，小型電風扇￠)的氣流迎著水體樣品池（5)由光纖 探頭（4)的這側吹向另一側，光纖探頭（4)將收集到的光譜通過光纖耦合到光譜儀（7)中， 光譜儀（7)將數據進一步傳輸到計算機（8)中進行分析。2. 根據權利要求1所述的一種提高激光誘導水體重金屬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高激光誘導水體重金屬檢測信號穩定性的裝置，包括YAG激光器(1)、平面反射鏡(2)、聚焦透鏡(3)、光纖探頭(4)、水體樣品池(5)、小型電風扇(6)、光譜儀(7)和計算機(8)，其特征在于，調節平面反射鏡(2)，使得YAG激光器(1)輸出的激光束經平面反射鏡(2)反射后通過聚焦透鏡(3)與水體樣品池(5)的垂直方向成45°入射到水體表面，激光誘導產生的光譜由光纖探頭(4)收集，小型電風扇(6)的氣流迎著水體樣品池(5)由光纖探頭(4)的這側吹向另一側，光纖探頭(4)將收集到的光譜通過光纖耦合到光譜儀(7)中，光譜儀(7)將數據進一步傳輸到計算機(8)中進行分析。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周衛東，蘇雪嬌，
申請(專利權)人：浙江師范大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33