[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

本發明公開了一種力致發光測量系統及測量方法，屬于材料性能檢測技術領域，能夠解決現有測量系統不能控制沖擊截面以及不能保證小球有無旋轉的問題。所述系統包括：載物平臺，載物平臺上設置有凹槽，凹槽用于放置粉末狀待測樣品；機械激發裝置，設置在載物平臺的上方，用于向待測樣品施加激發力，以使待測樣品受力后產生激發光；壓力傳感器，固定在機械激發裝置上，用于檢測機械激發裝置向待測樣品施加的激發力的大小；控制單元，用于控制機械激發裝置向待測樣品施加激發力的方式和大小；光纖探頭，設置在載物平臺的下方，用于采集待測樣品的激發光；光譜儀，用于對光纖探頭采集到的激發光進行光譜分析。本發明用于材料發光性能檢測。

技術領域

本發明涉及一種力致發光測量系統及測量方法，屬于材料性能檢測技術領域。

背景技術

力致發光是一種物質在受到機械作用后產生的發光現象，它是自然界中本身就存在的發光現象。最早關于力致發光的書面記錄是用尖銳的勺子刮過方糖表面時出現的摩擦力致發光現象，除此之外，力致發光力的激發方式還有諸如拉長、破碎、摩擦、熱應力、超聲波震蕩等多種形式，這些力施加到材料上面，經過一系列的能量轉換，最終轉換為光。

雖然力致發光現象發現的較早，但是受限于科學技術的不發達，當時的人們只能用肉眼定性分析該現象。而隨著科學技術的快速發展，結合光電倍增管等光電轉換器件，人們搭建出了很多專門測量力致發光現象的測試系統，大大加快了對力致發光現象的研究和應用轉換。現如今，力致發光現象已經被廣泛地應用于壓力傳感、示蹤技術和清潔能源等領域。

現有的力致發光測試系統更多的是借助小球的自由下落制造固定的沖擊力，但是這種方式存在不能控制沖擊截面以及不能保證小球有無旋轉的困難。

發明內容

本發明提供了一種力致發光測量系統及測量方法，能夠解決現有測量系統不能控制沖擊截面以及不能保證小球有無旋轉的問題。

一方面，本發明提供了一種力致發光測量系統，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。

可選的，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。

可選的，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，

可選的，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。

可選的，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。

可選的，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。

可選的，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。

可選的，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。