[發明專利]一種防微粒飛濺的激光誘導擊穿光譜樣品分析裝置

在審

• 申請號: 202210895914.3
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115343274A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 陳公達;鄒祥波;饒睦敏;熊凱;陳創庭;秦士偉;葉驥;匡草
• 申請（專利權）人: 廣東能源集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71;G01N21/01;G01N21/03
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 易意

本發明涉及光學與材料檢測技術領域，公開了一種防微粒飛濺的激光誘導擊穿光譜樣品分析裝置，包括激光發射部件、光譜儀和工作臺，還包括檢測罩、抽氣設備和負壓單元，工作臺布置在檢測罩內，檢測罩上設置有用于避讓激光的避讓口和供發射光譜通過的通光孔，負壓單元布置在通光孔與光譜儀之間，負壓單元具有與光譜儀的探頭同軸以供光譜通過的光譜通道和與光譜通道連通的收縮腔，收縮腔以及檢測罩均與抽氣設備連通。檢測罩和負壓單元形成兩級負壓區域，通過抽氣設備抽氣對顆粒和粒子分別進行攔截，從而避免顆粒或者粒子阻擋光譜信息，保護探頭并減少顆粒附著對探頭信號精度的影響，同時還防止其向外擴散進入儀器，提高LIBS的長期穩定性。

技術領域

本發明涉及光學與材料檢測技術領域，特別是涉及一種防微粒飛濺的激光誘導擊穿光譜樣品分析裝置。

背景技術

LIBS是Laser－Induced Breakdown Spectroscopy(激光誘導擊穿光譜學)的簡稱，該技術通過超短脈沖激光聚焦樣品表面形成等離子體，利用光譜儀對等離子體發射光譜進行分析，以此來識別樣品中的元素組成成分，進而可以進行材料的識別、分類、定性以及定量分析。LIBS彌補了傳統元素分析方法的不足，尤其在微小區域材料分析、鍍層/薄膜分析、缺陷檢測、珠寶鑒定、法醫證據鑒定、粉末材料分析、合金分析等應用領域優勢明顯，同時，LIBS還可以廣泛適用于地質、煤炭、冶金、制藥、環境、科研等不同領域的應用。

但LIBS在工廠企業檢測粉體樣品的實際應用過程中容易發生微細顆粒被脈沖激光擊飛的情況，激光穿透時的局部高溫也會造成部分物質解離或蒸發。這些擊飛或者高溫解離的顆粒或粒子會向周圍移動，其中一部分將會附著到光譜儀探頭透鏡的下表面，阻擋光譜信息的接收，這將影響LIBS的檢測精度；此外這些顆粒或粒子也會擴散進儀器內部各個角落，對各種細小元件的運行造成潛在威脅，這將影響LIBS的長期穩定性。

發明內容

本發明的目的是：提供一種防微粒飛濺的激光誘導擊穿光譜樣品分析裝置，以解決現有技術中的激光誘導擊穿光譜裝置在樣品檢測過程中顆粒或者粒子阻擋光譜信息，擴散進儀器后影響運行穩定性的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種防微粒飛濺的激光誘導擊穿光譜樣品分析裝置，包括激光發射部件、光譜儀和用于承載待測樣品的工作臺，所述激光發射部件布置在所述工作臺的上方以向待測樣品垂直發射激光，所述光譜儀的探頭傾斜朝向所述工作臺布置以傾斜接收等離子體發射光譜，還包括檢測罩、抽氣設備和負壓單元，所述工作臺布置在所述檢測罩內，所述檢測罩上設置有用于避讓激光的避讓口和供發射光譜通過的通光孔，所述負壓單元布置在所述通光孔與所述光譜儀之間，所述負壓單元具有與所述光譜儀的探頭同軸以供光譜通過的光譜通道和與所述光譜通道連通的收縮腔，所述收縮腔以及所述檢測罩均與所述抽氣設備連通。

優選地，所述光譜通道與所述通光孔之間具有間隔，間隔為5－15mm。

優選地，所述光譜通道與所述光譜儀的探頭之間具有間隔，間隔不大于5mm。

優選地，所述負壓單元包括環形的外殼，所述外殼內的空間形成所述收縮腔，所述外殼的軸向兩端分別設置有開口，兩個所述開口之間形成所述光譜通道，所述外殼的外側設置有與所述抽氣設備連接的負壓接口。

優選地，定義所述開口的直徑為D，定義所述光譜儀的探頭的有效直徑為d，2mm≤D－d≤5mm。

優選地，定義兩個所述開口之間的間距為S，1≤D/S＜3。

優選地，所述負壓接口沿所述外殼的周向間隔布置有若干個，各所述負壓接口均垂直于所述光譜通道布置。

優選地，所述檢測罩內的負壓強度小于所述負壓單元的收縮腔的負壓強度。

優選地，所述負壓單元沿所述光譜儀的探頭光軸方向并行布置有至少兩組，各組所述負壓單元之間通過法蘭連接，各所述負壓單元的收縮腔的負壓強度沿靠近所述光譜儀的方向逐漸增大。