[發明專利]一種力致發光測量系統及測量方法

在審

• 申請號: 202110514447.0
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113432765A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 吳少凡;陳曦;張鮮輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01L1/26;G01L5/00
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 楊曉云

1.一種力致發光測量系統，其特征在于，所述系統包括：

載物平臺，所述載物平臺上設置有凹槽，所述凹槽用于放置粉末狀待測樣品；

機械激發裝置，設置在所述載物平臺的上方，用于向所述待測樣品施加激發力，以使所述待測樣品受力后產生激發光；

壓力傳感器，固定在所述機械激發裝置上，用于檢測所述機械激發裝置向所述待測樣品施加的激發力的大小；

控制單元，與所述機械激發裝置和所述壓力傳感器連接，用于控制所述機械激發裝置向所述待測樣品施加激發力的方式和大小；其中，所述施加激發力的方式包括豎直沖擊模式和水平摩擦模式；

光纖探頭，設置在所述載物平臺的下方，用于采集所述待測樣品的激發光；

光譜儀，與所述光纖探頭連接，用于對所述光纖探頭采集到的激發光進行光譜分析；

所述機械激發裝置、所述凹槽和所述光纖探頭位于同一直線上。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括光學激發裝置，所述光學激發裝置用于向所述待測樣品發射激發光束；

優選的，所述光學激發裝置用于在所述機械激發裝置向所述待測樣品施加激發力之前或之后向所述待測樣品發射激發光束；

優選的，所述光學激發裝置包括激發光源和光導纖維；

所述激發光源用于發射激發光束；

所述光導纖維用于將所述激發光束傳導至所述待測樣品上方，以使所述激發光束照射所述待測樣品。

3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述系統還包括變溫裝置，所述變溫裝置用于調節所述載物平臺的溫度；

優選的，所述變溫裝置包括透明加熱膜和液氮冷卻單元；

所述透明加熱膜貼附在所述載物平臺的下表面，用于加熱所述載物平臺；所述液氮冷卻單元用于冷卻所述載物平臺。

4.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述系統還包括磁場激發裝置，所述磁場激發裝置用于產生激發磁場，以使所述待測樣品位于所述激發磁場中。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括支架；所述載物平臺、所述機械激發裝置和所述光纖探頭均固定在所述支架上；

所述系統還包括驅動裝置，所述支架上還設置有豎直滑軌，所述驅動裝置用于驅動所述機械激發裝置沿所述豎直滑軌上下移動，以對所述待測樣品施加豎直方向上的激發力；

優選的，所述驅動裝置為電機或氣泵；

優選的，所述載物平臺與所述支架可拆卸連接；

優選的，所述機械激發裝置與所述壓力傳感器通過螺絲連接形成剛性結構；

優選的，所述光纖探頭與所述載物平臺下表面之間的距離為1mm～5mm；

優選的，所述載物平臺的材質為石英玻璃。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括顯示器；所述顯示器用于將所述光譜儀分析的光譜進行顯示。

7.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：外置避光罩，所述載物平臺、所述機械激發裝置、所述光學激發裝置和所述光纖探頭均位于所述外置避光罩內。

8.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述機械激發裝置包括連桿和與所述連桿連接的金屬頭，所述連桿與所述驅動裝置連接，所述金屬頭用于向所述待測樣品施加激發力；

所述金屬頭與所述凹槽的尺寸匹配；

優選的，所述凹槽為多個，多個所述凹槽的形狀或尺寸均不同；

優選的，所述凹槽為圓柱狀。

9.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述機械激發裝置包括連桿和設置在所述連桿一端、且與所述連桿滑動連接的滾珠，所述連桿與所述驅動裝置連接，所述驅動裝置用于驅動所述連桿在水平方向上運動；所述滾珠用于在所述連桿的帶動下，向所述待測樣品施加水平方向上的激發力。

10.一種應用于權利要求1至9中任一項所述的力致發光測量系統的測量方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、選擇與載物平臺的凹槽截面積匹配的機械激發裝置的金屬頭；

S2、將研磨成粉體狀態的待測樣品填入載物平臺的凹槽中；

S3、選擇機械激發裝置施加激發力的方式，包括豎直沖擊模式和水平摩擦模式；

S4、若選擇豎直沖擊模式，則輸入壓力傳感器需要產生的作用力；若選擇水平摩擦模式，則通過控制單元控制水平震動的頻率和振幅以及載物平臺垂直方向的壓力；

S5、機械激發裝置和壓力傳感器施加激發力，然后待測樣品受力產生激發光，光纖探頭將激發光的光子收集送入光譜儀進行分析；

優選的，在步驟S1之前，所述方法還包括：

對所述力致發光測量系統進行調試。