详情

原文传递基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置

专利名称：	基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置
摘要：	本发明涉及基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置，其中，空气动力学透镜用于将大气气溶胶颗粒物样品聚焦成准直颗粒束并对颗粒粒径进行筛选，示波器、两连续激光器及对应的光电倍增管共同构成双光束测径系统。第一、第二Nd:YAG激光器分别与颗粒物作用激发拉曼光谱和LIBS光谱。通过LIBS光谱可实时探测气溶胶颗粒物中的元素组成信息，各元素特征谱线属于原子谱线，不会出现重叠干扰。拉曼光谱研究分子的振动和转动光谱以获取气溶胶颗粒物的结构信息，并获得颗粒物样品的晶格振动信息。本发明的装置结构简单紧凑，对仪器要求较低，仅需低真空环境以消除背景噪声干扰，降低了检测装置的成本。本发明的装置检测流程短，可在单次脉冲激光后得到分析结果。
专利类型：	发明专利
申请人：	南京信息工程大学
发明人：	张启航;刘玉柱;李磊;颜逸辉;陈宇;尹文怡;丁鹏飞
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN202010003743.X
公开号：	CN111044420A
代理机构：	南京钟山专利代理有限公司
代理人：	王磊
分类号：	G01N15/02;G01N15/10;G01N21/71;G01N21/65;G;G01;G01N;G01N15;G01N21;G01N15/02;G01N15/10;G01N21/71;G01N21/65
申请人地址：	210044 江苏省南京市江北新区宁六路219号
主权项：	1.基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置，其特征在于，包括检测箱(1)、示波器(9)、时序控制器(10)、数据处理计算机(18)、真空泵(21)、用于收集拉曼光谱的第一多通道光谱仪(16)、用于收集激光诱导击穿光谱的第二多通道光谱仪(17)和用于将大气气溶胶颗粒物样品聚焦成准直颗粒束的空气动力学透镜(3)；检测箱(1)内设置有水平的隔板(4)，隔板(4)将检测箱(1)内部分隔成上部的第一腔体和下部的第二腔体，隔板(4)中心设置有进样小孔，所述进样小孔自上而下渐扩，检测箱(1)顶部中间位置开设有与空气动力学透镜(3)相匹配的第一通孔，所述第一通孔与所述第一腔体相连通，空气动力学透镜(3)自上而下插入检测箱(1)中并与检测箱(1)紧配合，空气动力学透镜(3)的限流孔(2)位于检测箱(1)外侧，空气动力学透镜(3)的底部出口与所述进样小孔上下正相对，准直颗粒束自所述进样小孔进入所述第二腔体内；所述第二腔体内设置有第一连续激光器(5)、第二连续激光器(6)、第一光电倍增管(7)、第二光电倍增管(8)、聚集透镜(13)、第一光纤探头(14)、第二光纤探头(15)、用于激发拉曼光谱的第一Nd:YAG激光器(11)和用于激发激光诱导击穿光谱的第二Nd:YAG激光器(12)，其中，第一连续激光器(5)、第二连续激光器(6)、第一Nd:YAG激光器(11)和第二Nd:YAG激光器(12)自上而下依次设置，第一连续激光器(5)和第二连续激光器(6)保持平行，且第一、第二连续激光器发出的激光束均与准直颗粒束共面，第一光电倍增管(7)对准第一连续激光器(5)发出的激光束与准直颗粒束的作用点，第二光电倍增管(8)对准第二连续激光器(6)发出的激光束与准直颗粒束的作用点，第一光电倍增管(7)和第二光电倍增管(8)分别与示波器(9)相连；第一光纤探头(14)对准第一Nd:YAG激光器(11)发出的脉冲光束与准直颗粒束的作用点，聚集透镜(13)将第二Nd:YAG激光器(12)发出的脉冲光束聚焦在准直颗粒束的飞行轨迹上，第二光纤探头(15)对准聚集透镜(13)的焦点，第一Nd:YAG激光器(11)和第二Nd:YAG激光器(12)分别与时序控制器(10)相连，第一光纤探头(14)与第一多通道光谱仪(16)相连，第二光纤探头(15)与第二多通道光谱仪(17)相连，第一、第二多通道光谱仪分别与数据处理计算机(18)相连；检测箱(1)上还设置有第一真空抽气口(19)和第二真空抽气口(20)，第一真空抽气口(19)与所述第二腔体相连通，第二真空抽气口(20)与所述第一腔体相连通；第一真空抽气口(19)与真空泵(21)通过第一管道相连，第二真空抽气口(20)与真空泵(21)通过第二管道相连。 2.根据权利要求1所述的基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置，其特征在于，第一连续激光器(5)和第二连续激光器(6)均为532nm连续激光器。 3.根据权利要求1所述的基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置，其特征在于，第一Nd:YAG激光器(11)和第二Nd:YAG激光器(12)发出的脉冲光束为532nm脉冲激光。 4.根据权利要求1所述的基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置，其特征在于，所述第一管道和所述第二管道均为波纹管。 5.根据权利要求1所述的基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置，其特征在于，第一光电倍增管(7)和第二光电倍增管(8)分别与示波器(9)通过光纤相连；第一Nd:YAG激光器(11)和第二Nd:YAG激光器(12)分别与时序控制器(10)通过光纤相连；第一光纤探头(14)与第一多通道光谱仪(16)通过光纤相连，第二光纤探头(15)与第二多通道光谱仪(17)通过光纤相连，第一、第二多通道光谱仪分别与数据处理计算机(18)通过光纤相连；检测箱(1)对应开设有多个供光纤穿过的通孔。 6.根据权利要求1所述的基于单颗粒的LIBS与拉曼光谱气溶胶在线检测装置，其特征在于，空气动力学透镜(3)内部圆孔直径自上而下依次为5.0mm、4.8mm、4.5mm、4.3mm、4.0mm和3.0mm。
所属类别：	发明专利