[發明專利]激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測儀及聯測方法

有效

• 申請號: 201410018535.1
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103792277A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 朱躍進;朱瑛才
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N27/64
• 分類號: G01N27/64
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測儀，其特征在于，該聯測儀包括：激光器、耐高溫高壓玻璃窗口、待測樣品臺、被測樣品、加樣口、機械手、樣品室、防污染彎管、真空泵、三通閥、質譜分析儀，具體結構如下：?

聯測儀內設置樣品室、三通閥、質譜分析儀，透明密閉的樣品室位于三通閥的上方，質譜分析儀位于三通閥的一側，三通閥分別通過管道連接樣品室、真空泵和質譜分析儀，真空泵位于聯測儀的外側，用于保持質譜分析儀和樣品室的真空度，質譜分析儀通過防污染彎管與樣品室連通；?

樣品室中水平設置可轉動的待測樣品臺，待測樣品臺上均布被測樣品，待測樣品臺的一側設置用于將被測樣品平移的機械手；?

激光器置于聯測儀頂部，激光器的激光束輸出端與聯測儀樣品室頂部的耐高溫高壓玻璃窗口相對應，樣品室頂部還設有用于向待測樣品臺添加被測樣品的加樣口。?

2.按照權利要求1所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測儀，其特征在于，質譜分析儀的數據輸出端與計算機相連，通過計算機進行數據處理。?

3.按照權利要求1所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測儀，其特征在于，激光器、待測樣品臺、加樣口、機械手、真空泵、三通閥和質譜分析儀的控制端分別與計算機相連，通過計算機控制激光器、待測樣品臺、加樣口、機械手、真空泵、三通閥和質譜分析儀的動作。?

4.按照權利要求1所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測儀，其特征在于，激光器為樣品點式熔融熱源-激光器，耐高溫高壓玻璃為鋁硅酸鹽玻璃。?

5.按照權利要求1所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測儀，其特征在于，激光器為紫外調Q激光器。?

6.按照權利要求1所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測儀，其特征在于，防污染彎管為金屬微孔防污染彎管，其內設置微孔過濾網，微孔直徑在0.2-1μm范圍內；防污染彎管為快速接口拆卸式，在防污染彎管上加裝真空計。?

7.一種權利要求1所述聯測儀的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測方法，其特征在于，計算機與各單元的接口板連接，計算機精確控制激光強度，并由此計算熔?融點深度，通過激光強度控制給出氣體深度線分布；計算機控制激光和計算被熔點體積，由此計算熔融點質量；計算機控制機械手精確移動，由機械手精確控制二維掃描微小區域，由此獲得氧氮氫氬氦面二維分布；從而，由計算機雙向精控實現立體掃描，給出氧氮氫氬氦體分布或分層分布，并實現表面吸附氣體、體內固溶氣體、氣泡內氣體、化合態氣體分別分析測定；計算機控制真空泵，使其保持良好的工作狀態，維持整個系統的真空度；計算機控制質譜分析儀，確保其正常運行，并精確處理采集到的氣體含量轉換信號，最終給出氧氮氫氬氦定量分析結果。?

8.按照權利要求7所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測方法，其特征在于，激光器產生的激光束透過耐高溫高壓玻璃窗口，穿過待測樣品臺的空擋，點擊置于待測樣品臺上的被測樣品；被激光能量釋放的氣體通過防污染彎管凈化后，進入質譜分析儀，由質譜分析儀檢測轉換為電信號輸出，由計算機處理并顯示/輸出單次分析結果，再由真空泵將已測氣體排出；計算機控制激光器調解光強，再次點擊被測樣品同一點，重復多次完成不同深度氣體分析；機械手準確移動被測樣品，重復此過程，進行平面氣體分布分析；多個單點分析完成后，數據由計算機處理，給出深度分布、平面分布、立體分布數據或圖；換下一個樣品由機械手平移和待測樣品臺轉動完成，周而復始地進行下一個樣品的分析；待樣品全部分析后，加樣口打開，再裝樣品；電磁閥控制真空泵常態下為質譜分析儀工作，加樣口剛剛關閉時為樣品室工作；聯測儀的控制和數據處理由計算機完成，計算機硬盤保存所有數據，最終分析數據處理結果輸出或打印后續處理。?

9.按照權利要求7所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測方法，其特征在于，由臺式工控計算機控制真空泵開關機，控制加樣口的開/關，并在不加樣時始終保持關閉狀態；臺式工控計算機控制大功率激光器按設定值擊發，擊發功率和時間信息反饋回計算機，做到準確控制單點擊發強度；樣品中氧氮氫氬氦分析信息由質譜分析儀發至計算機處理，同時計算機控制質譜分析儀按指令正常工作，一旦有異常從反饋信息中立即獲得并被處理調整；控制機械手二維精確平移，達到換位目的；控制待測樣品臺旋轉，達到換樣的目的；控制三通閥開關，調解抽真空通道。?

10.按照權利要求7所述的激光點式掃描氧氮氫氬氦聯測方法，其特征在于，信息采集和存儲模塊分別采集和儲存來自大功率激光器和飛行時間質譜儀的單點?激光強度信息和O,N,H,Ar,He強度信息；單點激光強度信息被送至被擊體積和質量換算/計算模塊，先計算單點被擊體積，再通過手工輸入的樣品密度換算成體積輸出至單點數據處理模塊；O,N,H,Ar,He強度信息由分類處理模塊分類存儲和輸出至單點數據處理模塊由其處理后輸出單點測定結果，同時返回單點數據處理信息回分類處理模塊，由其計算和繪制輸出二維面分布圖/三維體分布圖，或輸出二元和三元分析值。?