CN110487774A - 激光诱导击穿光谱（libs）水质优劣鉴别*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，解决了现有技术难以定期式鉴别,无法对河流污染做出有效及时的监测，无法满足生态建设需求的问题。包括转盘，转盘上开设有样品槽，样品槽内设有放置平台，所述样品槽下方设有用于托住或离开放置平台下方的挡块；所述转盘上设有位于样品槽转动路径上的取样位、采集位和脱离位，取样位正上方设有用于注射待检测水样的水管，采集位设有用于对水样进行聚焦并形成等离子体的激光、以及对等离子体发射光谱进行分析的光谱仪，脱离位正下方设有可移动的分类平台。达到了水质优劣的一体化快速在线鉴别的效果。

Description

激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***
技术领域
本发明涉及水质优劣鉴别装置技术领域，特别涉及激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***。
背景技术
近年来，随着中国经济飞速发展，作为工业发展的重要媒介，河流污染日益严重。一直以来水质鉴定都是以环境部门监测为主,但这种监测方式并不完善。科技鉴别的方法虽有提及,但大多属于定期式鉴别,无法对河流污染做出有效及时的监测。这类监测方法已经不能满足生态建设的需求。
如图1和图2所示，激光诱导击穿光谱（laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）技术是一种基于原子或离子的发射光谱分析技术，利用聚焦透镜将脉冲激光聚焦在样品表面实现对待测样品的烧蚀，激发后产生瞬态等离子体，通过收集分析等离子体发射光谱，可实现对任何物理形态的样品（固态、液态和气态）中所含元素成分的定性及含量的定量分析检测技术。相对于传统的光谱分析技术，LIBS技术因具有无需样品预处理、快速、灵敏度高以及多元素同时探测的优点而被广泛关注，是一种极具应用潜力的光谱分析检测技术。
本发明基于目前河流污染严重的事实,将LIBS技术中极其重要的元素比例分析应用于水质鉴别研究,为水质鉴别提供了一种新的及时有效的科技鉴定***。该发明主要需要河水元素比例采集对比归类一体化的实现问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，基于LIBS技术的宣纸元素成分在线检测元素比例方法，通过对检测模式的改进，结合检测过程的自动及计算机数据处理，实现了水质优劣的一体化快速在线鉴别。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，包括转盘，转盘上开设有样品槽，样品槽内设有放置平台；
所述转盘上设有位于样品槽转动路径上的取样位、采集位和脱离位，
取样位正上方设有用于注射待检测水样的水管，
采集位设有用于对水样进行聚焦并形成等离子体的激光、以及对等离子体发射光谱进行分析的光谱仪，
脱离位下方依次设有用于托住或离开放置平台下方的挡块、可移动的分类平台。
更进一步的，分类平台包括多个供放置平台在脱离转盘后落入的归类盒，分类平台移动方向使各归类盒分别移动至脱离位的正下方。
更进一步的，归类盒包括四个，分别代表水样的四种优劣分类。
更进一步的，四个归类盒呈一直线分布，分类平台沿该直线方向移动。
更进一步的，分类平台底部设有若干滚轮以及驱动滚轮转动的电机。
更进一步的，激光由反光镜发射后，通过聚光镜聚焦于采集位。
更进一步的，挡块由电动缸驱动，使其托住或离开放置平台下方。
更进一步的，驱动分类平台移动的电机与驱动挡块移动的电动缸皆电性连接于控制器，并在控制器作用下工作；光谱仪连接于用于进行数据处理的电脑，电脑连接至控制器。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明可以实现对水质优劣的在线快速准确鉴别，实现水质监测测鉴别的自动化，实现水质监测鉴别的一体化，而且本装置可以使得水质优劣鉴别的便捷度大大提高，使得水质优劣鉴别的精准度大大提高。
附图说明
图1是现有的水质检测实验装置图；
图2是水质分类流程示意图；
图3是本发明提供的一种激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***的结构示意图。
图中，1、转盘；11、取样位；12、采集位；13、脱离位；2、水管；3、光谱仪；4、分类平台；41、归类盒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
一种激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，如图3所示，包括转盘1，转盘1上开设有样品槽，样品槽内设有放置平台。
如图3所示，转盘1上设有均匀分布于样品槽转动路径上的取样位11、采集位12和脱离位13；取样位11正上方设有用于注射待检测水样的水管2。
如图3所示，采集位12设有用于对水样进行聚焦并形成等离子体的激光、以及对等离子体发射光谱进行分析的光谱仪3，本达到了中使用Q开关的Nd-YAG光谱仪，其基本波长为1064nm，最大能量为600mJ，单次激光脉冲为10ns，频率为5Hz。
如图3所示，激光由激光器发射，再由反光镜发射后，通过聚光镜聚焦于采集位12。激光束聚焦于样品的表面，透镜的焦距为300毫米，形成一个直径约100微米的焦斑。
如图3所示，脱离位13的正下方设有用于托住或离开放置平台下方的挡块。本实施例中，本装置可配合使用机械手在放置平台脱离后，再次放入新的放置平台；装置内部还固定有一圈位于样品槽转动路径下方的挡环，挡环托住放置平台，挡块连接于装置内部，挡环于挡块处开口，挡块在开口处由电动缸驱动，使挡块在脱离位13处托住或离开放置平台下方；其亦可将挡块固定于转盘1下方，使其挡设于样品槽下方并在脱离位13位置离开。
如图3所示，脱离位13正下方设有可移动的分类平台4。分类平台4包括多个供放置平台在脱离转盘1后落入的归类盒41，分类平台4移动方向使各归类盒41分别移动至脱离位13的正下方。本实施例中归类盒41包括呈一直线分布的四个，分别代表水样的四种优劣分类，分类平台4沿该直线方向移动。
如图3所示，分类平台4底部设有若干滚轮以及驱动滚轮转动的电机；驱动分类平台4移动的电机与驱动挡块移动的电动缸皆电性连接于控制器，并在控制器作用下工作；光谱仪3连接于用于进行数据处理的电脑，电脑连接至控制器。
工作过程：
如图2和图3所示，首先，将石墨片置于取样位11，上方水管2通过待检测水样，进行附集水样的获取；接着，转盘1转动，在激光焦点处(即采集位12)，对附集水样进行LIBS数据采集；然后，测试数据被传输到数据处理端进行分析归类，通过LIBS技术检测各类样品中特征元素的含量比例，将对应数据分类汇总，依据已知水样的优劣，将数据归类到I、II、III、IV由优到次四种优劣分类中，并统一录入数据处理***中；最后，转盘1继续转动，在脱离位13，控制器控制分类盒对位，挡块离开，附集水样与放置平台分离落入相应标号的归类盒41内。如若分类未成功，则挡块不会打开，转盘1继续旋转，重复检测步骤，对水样重新进行检测分类。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：包括转盘（1），转盘（1）上开设有样品槽，样品槽内设有放置平台；
所述转盘（1）上设有位于样品槽转动路径上的取样位（11）、采集位（12）和脱离位（13），
取样位（11）正上方设有用于注射待检测水样的水管（2），
采集位（12）设有用于对水样进行聚焦并形成等离子体的激光、以及对等离子体发射光谱进行分析的光谱仪（3），
脱离位（13）下方依次设有用于托住或离开放置平台下方的挡块、可移动的分类平台（4）。
2.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：分类平台（4）包括多个供放置平台在脱离转盘（1）后落入的归类盒（41），分类平台（4）移动方向使各归类盒（41）分别移动至脱离位（13）的正下方。
3.根据权利要求2所述的激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：归类盒（41）包括四个，分别代表水样的四种优劣分类。
4.根据权利要求3所述的激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：四个归类盒（41）呈一直线分布，分类平台（4）沿该直线方向移动。
5.根据权利要求4所述的激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：分类平台（4）底部设有若干滚轮以及驱动滚轮转动的电机。
6.根据权利要求1或2所述的激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：激光由反光镜发射后，通过聚光镜聚焦于采集位（12）。
7.根据权利要求5所述的激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：挡块由电动缸驱动，使其托住或离开放置平台下方。
8.根据权利要求7所述的激光诱导击穿光谱（LIBS）水质优劣鉴别***，其特征在于：驱动分类平台（4）移动的电机与驱动挡块移动的电动缸皆电性连接于控制器，并在控制器作用下工作；光谱仪（3）连接于用于进行数据处理的电脑，电脑连接至控制器。
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