详情

原文传递一种基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置及方法

专利名称：	一种基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置及方法
摘要：	本发明提供了一种基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，包括：检测平台，LIBS系统，载物平台，光谱仪，光纤，控制及计算系统。方法为：将LIBS系统开启处于等待外触发状态，将待测脐橙放置在载物平台上，触发LIBS系统工作，采集脐橙的元素谱线，控制及计算系统对元素谱线进行计算，最终达到对脐橙中元素成分的定性、定量分析。本发明可完成表面不平整及形状大小各异的脐橙检测，检测快速、绿色、稳定性高，且具有良好的交互性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江西;36
申请人：	江西农业大学
发明人：	姚明印;许方豪;陈添兵;黄林;何秀文;陈金印;刘木华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910555617.2
公开号：	CN110174394A
代理机构：	南昌贤达专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	金一娴
分类号：	G01N21/71(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	330000 江西省南昌市青山湖区志敏大道1225号
主权项：	1.一种基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，包括检测平台，LIBS系统，载物平台，光谱仪，光纤，控制及计算系统；所述检测平台用于承载所述LIBS系统和载物平台，所述样品置于所述载物平台上；所述光纤一端固定在所述检测平台上，另一端与所述光谱仪连接，所述光谱仪与控制及计算系统通过信号线连接；所述LIBS系统包括激光器，第一透镜组，第二透镜组，分束镜，穿孔反射镜；所述激光器包括激光器主机和与所述激光器主机通过信号线连接的激光器头，所述激光器主机控制所述激光器头发射脉冲激光，所述激光器主机与所述控制及计算系统通过信号线连接；所述分束镜位于所述激光器头发射的脉冲激光光路上，所述第一透镜组、穿孔反射镜、载物平台顺次位于所述分束镜的反射光路上；所述脉冲激光经所述第一透镜组整形形成长焦深光束，所述长焦深光束穿过所述穿孔反射镜打在所述载物平台放置的样品上，所述第一透镜组的位置固定；所述第二透镜组、光纤一端顺次位于所述穿孔反射镜的反射光路上。 2.如权利要求1所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，还至少包括以下技术特征之一：所述第一透镜组包括在竖直并排设置的第一凸透镜，第一凹透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜，第一凹透镜和第二凸透镜之间的距离固定；所述第二透镜组包括水平并列设置的第三凸透镜和第四凸透镜；所述激光器头水平设置，所述分束镜与水平方向呈45°夹角设置，所述穿孔反射镜与水平方向呈45°夹角设置。 3.如权利要求2所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，还至少包括以下技术特征之一：所述第一凸透镜和第一凹透镜之间的距离为80～90mm；第一凹透镜和第二凸透镜之间的距离为22～28mm；所述第一凸透镜的焦距为260～400mm；所述第一凹透镜的焦距为80～150mm；所述第二凸透镜的焦距为150～250mm。 4.如权利要求3所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，还至少包括以下技术特征之一：所述脉冲激光束波长为1064nm，光束直径为5mm；所述第一透镜组焦点位置到第二凸透镜的距离为680～750mm；所述第一透镜组的焦深范围为15～30mm。 5.如权利要求1所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，所述控制及计算系统包括计算机及控制柜，控制柜内放置控制电路，用于控制所述激光器主机发射激光，控制所述光谱仪采集光谱，并对所述光谱信息进行计算分析，显示于所述计算机的屏幕上。 6.如权利要求1所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，所述载物平台上安装有位置开关，所述位置开关与所述控制及计算系统连接。 7.如权利要求1至6中任一项所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，所述光纤通过光纤支座固定在所述检测平台上；所述检测平台呈阶梯型布置，在第一阶梯上安装有所述激光器头，在第二阶梯的上表面安装有第二光学平板，所述第二光学平板安装有光学立柱，所述光学立柱用于固定所述第一透镜组与分束镜，所述第二阶梯的下表面安装有第一光学平板，用于固定所述第二透镜组和光纤支座。 8.如权利要求7所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测装置，其特征在于，所述光纤支座通过光学接杆固定在所述第一光学平板上；和/或所述第一透镜组与所述分束镜通过光学固定座固定在所述光学立柱上。 9.一种基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：开启所述激光器主机、光谱仪和控制及计算系统，使装置各部分正常运行，其中所述激光器主机、光谱仪处于等待状态，所述位置开关处于工作状态；步骤2：将样品放置在所述载物平台上，此时样品触发所述位置开关，所述位置开关向所述控制及计算系统发送触发信号；步骤3：所述控制及计算系统接收到所述触发信号，立刻向所述激光器主机发送外部触发信号，所述激光器主机控制所述激光器头发射一次脉冲激光，对样品表面激发等离子体，然后经所述光纤传输到所述光谱仪；步骤4：所述控制及计算系统接收到所述触发信号，经过微秒级别延迟后向所述光谱仪发送外部触发信号，所述光谱仪完成一次光谱采集；步骤5：所述计算机分析采集的光谱图，将光谱图显示于所述计算机的屏幕上，并提取其中元素谱线强度进行计算分析。 10.如权利要求9所述的基于长焦深LIBS系统的脐橙多元素检测方法，其特征在于，步骤4中所述微秒级别延迟为3.5～6.5μs。
所属类别：	发明专利