一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置，包括YAG激光器、透鏡、光纖探頭、光譜儀、小型電風(fēng)扇、水體樣品池和計(jì)算機(jī)，其特征在于，YAG激光器輸出的激光束入射方向與樣品池的垂直方向成45°，小型電風(fēng)扇水平放置并位于光纖探頭下方偏后5-10cm的位置，氣流中心的水平高度高出液體表面約25mm。YAG激光器輸出的激光束，其入射方向位于光纖探頭的上方。該裝置通過調(diào)整了激光束的入射角度并借助小型電風(fēng)扇產(chǎn)生氣流的作用，有效的改善了由于水體濺射和水波對(duì)光譜信號(hào)的影響，提高了檢測信號(hào)的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于原子發(fā)射光譜領(lǐng)域，涉及光譜檢測技術(shù)，尤其涉及到一種提高激 光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 水是人類生存不可缺少的生命物質(zhì)，是人體中最重要的物質(zhì)，約占體重的70%，被 喻為"生命之源"。水質(zhì)的優(yōu)劣將直接影響到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人體的健康乃致人類的生存。水 質(zhì)污染是指進(jìn)入水體中的重金屬的含量超過了水體的自凈能力，使水質(zhì)受到損害，從而導(dǎo) 致對(duì)水體正常使用功能的干擾、破壞。造成水資源可利用性的降低，甚至喪失。水體中的有 害污染物一旦通過消化道或皮膚進(jìn)入人體，會(huì)破壞機(jī)體正常的生理功能，危害健康。水質(zhì)污 染還會(huì)影響工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)的正常生產(chǎn)，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。因此對(duì)水體中的有害污染 物，特別是重金屬的檢測顯得尤其重要。
[0003] 目前，水體中重金屬檢測通常采用的方法有原子吸收分光光度法、原子熒光光 度法（AFS)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法 (ICP-MS)和電化學(xué)分析法等一些方法。這些方法是都需要附加試劑對(duì)樣品成分進(jìn)行分離或 者富集處理，從而造成了大量繁瑣的操作過程和漫長的檢測時(shí)間，而且，這些方法一般都需 要取樣，無法實(shí)現(xiàn)原位的檢測。因此，建立一套快速、實(shí)時(shí)、可多元素同時(shí)檢測的水體中重金 屬的檢測技術(shù)，對(duì)于當(dāng)前的社會(huì)需求有著重要的實(shí)際意義。
[0004] 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS)是一種近年來發(fā)展迅速的原子光譜分析技術(shù)。這 種技術(shù)，由于允許快速、多元素實(shí)時(shí)在線檢測以及無需樣品的制備，因此在水體重金屬的檢 測中有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0005] 但是，目前激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)應(yīng)用于水體污染物的檢測存在以下缺陷：第一： 激光垂直聚焦于樣品表面，引起水體濺射，嚴(yán)重影響了光譜信號(hào)的收集，污染光學(xué)元件，導(dǎo) 致測量信號(hào)重復(fù)性差；第二：由于高能量的激光作用于水體表面上，容易引起液面波動(dòng)，導(dǎo) 致信號(hào)的穩(wěn)定性低。這些不足制約著LIBS在水體檢測中的進(jìn)一步發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提出了一種提高激光誘導(dǎo)水體重金 屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置。該裝置調(diào)整了激光束的入射角度并借助小型電風(fēng)產(chǎn)生的氣流， 有效的改善了由于水體濺射對(duì)光學(xué)器件的污染和對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性的影響，同時(shí)采用低重復(fù)頻 率激光器，消除水波對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性的影響。
[0007] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置，包括YAG激光器（1)、平面 反射鏡（2)、聚焦透鏡（3)、光纖探頭（4)、水體樣品池（5)、小型電風(fēng)扇￠)、光譜儀（7)和計(jì) 算機(jī)（8)，其特征在于，調(diào)節(jié)平面反射鏡（2)，使得YAG激光器（1)輸出的激光束經(jīng)平面反射 鏡⑵反射后通過聚焦透鏡⑶與水體樣品池（5)的垂直方向成45°入射到水體表面，激 光誘導(dǎo)產(chǎn)生的光譜由光纖探頭（4)收集，小型電風(fēng)扇（6)的氣流迎著水體樣品池（5)由光 纖探頭（4)的這側(cè)吹向另一側(cè)，光纖探頭（4)將收集到的光譜通過光纖耦合到光譜儀（7) 中，光譜儀（7)將數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳輸?shù)接?jì)算機(jī)（8)中進(jìn)行分析。
[0009] 所述的小型電風(fēng)扇（6)，水平擺放并位于光纖探頭下方偏后5-lOcm的位置，小型 電風(fēng)扇（6)氣流中心的水平高度高出液體表面2. 5cm，與光纖探頭頂端高度相當(dāng)。
[0010] 所述的YAG激光器（1)，其激光光束入射方向位于光纖探頭（4)的正上方，激光重 復(fù)頻率為〇. 5Hz。 toon] 與傳統(tǒng)的激光誘導(dǎo)液體重金屬光譜的檢測裝置相比，本實(shí)用新型具有的有益效果 是：
[0012] 本實(shí)用新型改傳統(tǒng)的激光垂直入射液體樣品表面的方式為與垂直方向成45°入 射，使得由原來垂直入射造成的液體四面方向的濺射變成液體大部分沿著激光入射方向的 另一側(cè)濺射，將光纖探頭、激光束和小型電風(fēng)扇三者置于水體樣品池的同一側(cè)，減小了液體 濺射到光纖的探頭和激光聚焦透鏡上，提高光譜信號(hào)的穩(wěn)定性，利用氣流的作用再次減少 小部分液體濺射對(duì)光纖探頭和聚焦透鏡的影響，從兩個(gè)方面減少液體濺射對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性的 影響，有效的提高了檢測精度。另一方面采用低重復(fù)頻率激光，使得激光轟擊在水體表面產(chǎn) 生的水波在后續(xù)激光轟擊前得以消失，水體表面復(fù)歸平靜，有利于信號(hào)的穩(wěn)定性，提高檢測 精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置。
[0014] 附圖標(biāo)識(shí)：脈沖激光器（1)、平面發(fā)射鏡（2)、聚焦透鏡（3)、光纖探頭（4)、液體樣 品池（5)、小型電風(fēng)扇（6)、光譜儀（7)、計(jì)算機(jī)（8)。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0016] 一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置，包括以下步驟：
[0017] 第一步：將液體樣品池（5)水平靜置，開啟小型電風(fēng)扇￠)，調(diào)節(jié)風(fēng)扇，使之位于光 纖探頭（4)下方偏后5-10cm的位置，同時(shí)，小型電風(fēng)扇（6)氣流中心的水平高度高出液體 表面2. 5cm，與光纖探頭（4)頂端高度相當(dāng)，使得氣流的作用不會(huì)引起液體表面的波動(dòng)。
[0018] 第二步：打開脈沖激光器（1)，產(chǎn)生的激光束由平面反射鏡（2)反射后經(jīng)過聚焦透 鏡（3)與液體樣品池（5)垂直方向成45°聚焦于液體樣品池（5)，使得由于激光作用導(dǎo)致 的液體濺射更多沿著激光束入射的另一方向散開。
[0019] 第三步：光纖探頭（4)位于激光束和小型風(fēng)扇之間，激光誘導(dǎo)液體產(chǎn)生的等離子 體由的光纖探頭（4)收集。
[0020] 第四步：光纖探頭⑷收集得到的光譜傳輸?shù)焦庾V儀（7)，光譜儀（7)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 送入計(jì)算機(jī)（8)進(jìn)行處理和分析。
[0021] 以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的技術(shù)特征并不局限于 此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新 型的專利范圍之中。
【權(quán)利要求】
1. 一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置，包括YAG激光器（1)、平面反 射鏡（2)、聚焦透鏡（3)、光纖探頭（4)、水體樣品池（5)、小型電風(fēng)扇￠)、光譜儀（7)和計(jì)算 機(jī)（8)，其特征在于，調(diào)節(jié)平面反射鏡（2)，使得YAG激光器（1)輸出的激光束經(jīng)平面反射鏡 (2)反射后通過聚焦透鏡（3)與水體樣品池（5)的垂直方向成45°入射到水體表面，激光 誘導(dǎo)產(chǎn)生的光譜由光纖探頭（4)收集，小型電風(fēng)扇￠)的氣流迎著水體樣品池（5)由光纖 探頭（4)的這側(cè)吹向另一側(cè)，光纖探頭（4)將收集到的光譜通過光纖耦合到光譜儀（7)中， 光譜儀（7)將數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳輸?shù)接?jì)算機(jī)（8)中進(jìn)行分析。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置，其特 征在于，所述的小型電風(fēng)扇￠)，水平擺放并位于光纖探頭下方偏后5-lOcm的位置，小型電 風(fēng)扇（6)氣流中心的水平高度高出液體表面2. 5cm，與光纖探頭頂端高度相當(dāng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高激光誘導(dǎo)水體重金屬檢測信號(hào)穩(wěn)定性的裝置，其特 征在于，所述的YAG激光器（1)，其激光光束入射方向位于光纖探頭（4)的正上方，激光重復(fù) 頻率為〇. 5Hz。
【文檔編號(hào)】G01N21/63GK203908949SQ201420346146
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】周衛(wèi)東, 蘇雪嬌 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)