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原文传递一种雾霾元素成分的光谱检测装置及其方法

专利名称：	一种雾霾元素成分的光谱检测装置及其方法
摘要：	发明内容涉及一种具备高灵敏度和高稳定性的现场雾霾元素成分光谱检测的装置及其方法。该装置通过自动控制的步进电机带动卷式滤纸，实现雾霾中颗粒物的连续在线收集；通过喷涂增强粉末和施加载气增强LIBS信号强度，实现系统的高检测灵敏度；通过增强粉末的胶质成分和加热功能增加颗粒物附着的稳定性，实现系统定量检测的精度；通过在卷式滤纸上设计间隔分布的采集区和校正区，实现系统检测信号的在线校正，最终根据LIBS检测的数据并经过校正得到雾霾中元素成分的最终定性、定量分析结果。本发明设计大气质量检测领域，能够实现大气悬浮颗粒物中元素种类和含量的快速、连续、多组分、高灵敏的检测，适用于现场、在线、高精度的大气质量分析。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛大学
发明人：	钟石磊;隋明达;苏和盛;汝继业;蒋莉莉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910788671.1
公开号：	CN110412017A
分类号：	G01N21/71(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	266071 山东省青岛市宁夏路308号
主权项：	1.一种基于激光诱导击穿光谱技术检测雾霾中元素成分的装置及其方法，其特征在于，该装置通过自动化控制的步进电机带动卷式滤纸，在线、连续收集大气中的颗粒物形成附着于滤纸上的颗粒沉积物，并在颗粒沉积物上喷涂混合有胶质成分的增强粉末，通过加热管道使混合的颗粒沉积物样品层牢固的附着在卷式滤纸的沉积区，随后在载气的辅助下通过聚焦的激光脉冲分别击穿颗粒沉积物和标准样品产生等离子体，获得两种样品的辐射光谱数据，利用标样的光谱数据校正颗粒沉积物的光谱数据，实现样品中的元素成分分析。 2.根据权利要求1所述的卷式滤纸，其特征在于，卷式滤纸为缠绕在限位轴承上的滤纸，其表面设有间隔排列的沉积区和标样区，其中沉积区用于收集大气中的颗粒物，形成附着在滤纸表面的颗粒沉积物，标准样品设置有预先制备的标准样品。 3.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，步进电机能够控制限位轴承的转动，使卷式滤纸上的沉积区分步移动到大气采集管道、增强管道、加热管道、激光焦点的对应位置，并停留预设的时间，分别实现颗粒物的收集、增强粉末的喷涂、混合沉积物的加热和样品的检测，并在样品检测后将标样区移动到激光焦点对应位置，进行标样的光谱的采集，完成一个检测周期；步进电机连续的重复上述过程，实现检测的连续在线分析。 4.根据权利要求1所述的增强粉末，其特征在于，增强粉末是预先制备的直径为微米量级的微小颗粒，对于目标元素的光谱信号有增强的作用，增强粉末在增强粉末管道中气流的带动下均匀地喷涂在滤纸上的沉积区上；增强粉末混合有胶质成分，通过加热胶质成分能够使沉积物更加稳定的附着在滤纸上。 5.根据权利要求1所述的载气，其特征在于，载气为氩气或氦气等单一气体，可以在激光脉冲击穿样品的过程中隔离环境空气，一方面避免环境气体成分对于光谱信号的干扰，减少冲击波激发的固体灰尘对于检测系统的影响，另一方面改善检测的灵敏度和稳定性。 6.根据权利要求1所述的光谱数据的校正，其特征在于，根据标准样品的光谱数据，对于沉积物的光谱数据中目标谱峰的强度进行校正，消除激光器能量漂移、光学系统的不稳定和环境影响等因素对检测精度造成的影响。 7.根据权利要求1所述的光谱分析方法，其特征在于，光谱分析的目标成分不仅仅是针对重金属元素分析，还包括其它的金属和非金属元素的多元素分析，相关分析的数据成为雾霾的成因和溯源的依据。 8.根据权利要求1所述的颗粒物采集管道、增强管道、加热管道，其特征在于，在滤纸沉积区移动到管道口的位置时，能够产生相应的气流，垂直经过卷式滤纸表面。
所属类别：	发明专利