[發明專利]一種柔性激光剝蝕池及工作方法

在審

• 申請號: 202110762669.4
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113340979A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 周長祥;張晨西;徐珺;牛志力;遲乃杰;郭廣軍;韓代成
• 申請（專利權）人: 山東省地質科學研究院
• 主分類號: G01N27/626
• 分類號: G01N27/626
• 代理公司: 濟南舜科知識產權代理事務所(普通合伙) 37274
• 代理人: 徐娟

1.一種柔性激光剝蝕池，其特征在于，包括激光系統、柔性剝蝕池和樣品臺座，所述柔性剝蝕池設有TPR罩殼，TPR罩殼頂部連接上支撐板，TPR罩殼的下部外周連接有下固定柔性環，用于支撐固定TPR罩殼，上支撐板和下固定柔性環之間連接有若干全絲螺桿，全絲螺桿通過固定螺母調節TPR罩殼底部的高度，用于TPR罩殼底部貼附密封到樣品表面，TPR罩殼和樣品之間形成密閉腔體，用于樣品檢測部位的平面成為柔性剝蝕池的底座；

樣品放置到樣品臺座設有的樣品托臺上，樣品托臺的兩側設有夾板，用于對樣品進行穩定固定，樣品托臺底部通過轉盤連接旋轉電機，旋轉電機底部連接升降氣缸，用于控制樣品托臺的旋轉和升降。

2.根據權利要求1所述的柔性激光剝蝕池，其特征在于，所述下固定柔性環上設有與全絲螺桿相適配的螺紋孔，用于全絲螺桿底部固定到下固定柔性環上，上支撐板與下固定柔性環相對位置設有通孔，全絲螺桿上部穿過通孔，全絲螺桿上且在上支撐板的上下分別設有上固定螺母和下固定螺母，用于通過調節上固定螺母和下固定螺母控制每側上支撐板和下固定柔性環之間的距離。

3.根據權利要求1所述的柔性激光剝蝕池，其特征在于，所述上支撐板中部設有觀察窗，觀察窗內安裝有氟化鈣玻璃，用于激光系統的激光束通過氟化鈣玻璃進入密閉腔體內，激光束由激光系統設有的激光發射器射出，激光系統與柔性剝蝕池共同固定，用于激光束照射柔性剝蝕池的底部中心位置。

4.根據權利要求3所述的柔性激光剝蝕池，其特征在于，所述上支撐板上且在觀察窗處安裝有監控支架，監控支架上安裝有定點監控攝像機，定點監控攝像機連接監控主機成像，定點監控攝像機定焦為激光束照射的柔性剝蝕池底部中心位置，用于微調樣品上的待測點位與激光束照射點位重合。

5.根據權利要求1所述的柔性激光剝蝕池，其特征在于，所述TPR罩殼上還設有進氣管孔和出氣管孔，用于控制載氣進出。

6.根據權利要求1所述的柔性激光剝蝕池，其特征在于，所述樣品托臺上表面包有噴塑鋼板或噴塑鋁合金板，樣品托臺底部安裝在轉盤上，轉盤連接旋轉電機，用于通過旋轉電機控制樣品托臺轉動調整樣品檢測部位，旋轉電機底部安裝在電機固定板上，電機固定板底部安裝在升降氣缸缸桿的頂端，升降氣缸底部固定在移動底座上，用于升降氣缸控制樣品托臺的升降，移動底座底部安裝有多個帶有剎車結構的移動輪。

7.根據權利要求6所述的柔性激光剝蝕池，其特征在于，所述樣品托臺采用中空結構，樣品托臺內部錯位設有兩個夾板電機，夾板電機連接絲杠，絲杠的另一端通過軸承安裝在樣品托臺的側壁上，絲杠上絲接有絲母座，絲母座上部連接夾板支桿，夾板支桿穿過樣品托臺設有的滑槽，夾板支桿頂部連接夾板，用于夾板電機通過絲杠和絲母座控制夾板的移動。

8.根據權利要求7所述的柔性激光剝蝕池，其特征在于，所述夾板電機、旋轉電機和升降氣缸均電性連接電控箱，電控箱安裝在移動底座上。

9.根據權利要求1-8任一所述的柔性激光剝蝕池的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)待測樣品上進行待測點位標記，將待測樣品放置在樣品托臺上，通過電控箱中的控制按鈕操控夾板電機，使兩側夾板夾住或支撐固定樣品，通過移動輪推動樣品臺座到柔性剝蝕池的下方，通過電控箱中的控制按鈕操控升降氣缸的升降，控制樣品接觸到TPR罩殼底部，然后控制旋轉電機讓待測樣品上的標記點位于TPR罩殼內；

2)通過監控主機監測待測樣品的待測點位的圖像，通過步驟1中的操作步驟微調待測樣品，使標記點位于圖像的中心位置，即標記點位于激光束的照射點位，監控主機記錄定點監控攝像機焦距的位置；

3)樣品表面凹陷的部位通過調節此處的上固定螺母和下固定螺母，使TPR罩殼底部向下深入凹陷部位，同樣，在樣品表面凸出的部位通過調節此處的上固定螺母和下固定螺母，使TPR罩殼底部向上抬起緊貼凸起部位；

4)仔細調整完TPR罩殼后，在樣品和TPR罩殼有小縫隙處由橡皮泥填平，使TPR罩殼和樣品之間形成密閉腔體，然后打開激光發射器，使激光束通過觀察窗進入密閉腔體內，并打到樣品上，并通過LA-MC-ICPMS設備或LA-IR-ICPMS設備進行樣品分析；

5)樣品一處檢測完成后，通過升降氣缸、旋轉電機和移動輪控制樣品的旋轉和移動，選擇樣品上的下一個待測點位，并根據監控主機記錄的定點監控攝像機焦距的位置，調節樣品的待測點位在柔性剝蝕池內的高度，使每個檢測點的高度一致，即激光束的照射到樣品上的高度一致，重復步驟1-4進行樣品檢測分析。