一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術屬于液體檢測與光譜分析相關技術領域，其公開了一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其包括LIBS組件及樣品組件，所述樣品組件包括連接于所述LIBS組件的3D位移平臺、垂直固定在所述3D位移平臺上的主立桿、間隔連接在所述主立桿上的膠管穩固機構、噴頭固定機構及樣品容器固定機構、連接于所述噴頭固定機構且收容于所述樣品容器內的噴頭、套設在所述噴頭上的內套管、底端穿過所述樣品容器固定機構的樣品容器、穿過所述膠管穩固機構后與所述噴頭相連通的膠管及設置在所述膠管上的蠕動泵，所述蠕動泵用于抽取礦漿以將礦漿由靜止的形態轉換成流動的液柱形態；所述膠管的另一端連接于所述容樣品容器的出口端或者礦漿運輸管。

【技術實現步驟摘要】
一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置
本專利技術屬于液體檢測與光譜分析相關
，更具體地，涉及一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置。
技術介紹
激光探針技術又稱激光誘導擊穿光譜技術(laser-inducedbreakdownspectroscopy，簡稱LIBS)，是一種通過分析原子發射光譜信息來實時在線檢測物質成分的新技術。該技術利用高能量的激光對材料進行燒蝕，在擊穿點形成等離子體，通過對等離子體冷卻過程中發射出來的元素特征譜線種類及其強度進行分析，可判斷材料中元素的組成與含量的多少。激光探針技術具有分析速度快、基本無需樣品預處理、多元素同時檢測等優點，這是傳統的化學分析方法所不具備的。LIBS技術在檢測固體樣品方面已經非常成熟，取得了一系列重大的成果，而在液槳檢測方面則稍遜一籌。LIBS技術用于固體檢測時，固體樣品形態穩定，在與激光相互作用時能夠保持長時間的穩定，檢測效果較好，而LIBS技術在檢測液槳樣品時，達不到固體樣品的檢測效果，原因主要有以下幾點：1.當激光作用到樣品表面時，液體易發生濺射，濺射出來的液體會吸收或者遮擋等離子體發射出的光，影響檢測結果，甚至污染光學測量系統；2.液槳與固體樣品相比，自身形態是不穩定的，激光與其相互作用的過程中所產生的沖擊波會使液槳表面產生波動，影響激光對焦焦距和光譜儀焦距的準確性，使得檢測結果的準確性下降，而且降低了實驗的重復性；3.液槳是由固體顆粒和溶液混合而成的產物，在檢測過程中固體顆粒會發生沉淀，改變了檢測點位置樣品的特性，這將極大地影響檢測的準確性，同時也會降低實驗的重復性；4.由于水溶液被激光加熱后迅速蒸發，將吸收大量能量，從而導致擊穿能量降低，光譜強度減弱，等離子體壽命減短等。這些問題都會影響光譜數據的采集和分析，進而影響實驗結果。目前，本領域相關技術人員已經做了一些研究，如emalE.Eseller等人將礦漿樣品干燥制片(AppliedOptics,2010,49(13):C21-C26)，這種方式避免了液體檢測的一系列問題，檢測效果較好，但是該方法制樣時間較長，不適合于快速在線檢測；又如SeongYongOh等人設計了兩種樣品循環裝置來快速檢測礦漿樣品(AppliedOptics,2007,46(19):4020-4025)，并對兩種樣品循環裝置分別進行了優化實驗，將最優的檢測結果進行了對比；這兩種樣品循環裝置均可以減少液體飛濺對儀器的污染，但是結構復雜，且固體顆粒的沉降問題依然會對其造成困擾，光譜穩定性還需要進一步的提高。
技術實現思路
針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本專利技術提供了一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其基于礦漿檢測的特點，針對礦漿檢測裝置的結構及部件聯接關系進行了設計。所述裝置將礦漿樣品由靜止的形態轉換成流動的液柱形態，每次激光與樣品相互作用時，樣品的作用面保持相對穩定，避免了激光與樣品相互作用過程中礦漿樣品表面波動對實驗結果造成的影響；樣品容器是一個比較封閉的空間，只有一個供激光通過的小孔，而在樣品容器的內部還有內套管，可以進一步限制樣品的飛濺，其中內套管的前后兩端均開有開孔，大部分的飛濺物將從其后方的小孔飛出以進入樣品容器，再次進入樣品循環中；所述裝置基本為垂直結構，沒有可供固體顆粒沉淀的條件，樣品經由噴口噴出后立刻進入樣品容器，被蠕動泵重新泵入膠管以進入樣品循環中，提高了檢測結果的穩定性。此外，所述裝置結構簡單，周期較短，能夠實現快速在線檢測，提高了檢測的穩定性及檢測的精確度。為實現上述目的，本專利技術提供了一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其包括LIBS組件及樣品組件，其特征在于：所述樣品組件包括連接于所述LIBS組件的3D位移平臺、垂直固定在所述3D位移平臺上的主立桿、一端分別沿著所述主立桿自上而下間隔連接在所述主立桿上的膠管穩固機構、噴頭固定機構及樣品容器固定機構、連接于所述噴頭固定機構的另一端的噴頭、套設在所述噴頭上的內套管、底端穿過所述樣品容器固定機構的另一端的樣品容器、一端穿過所述膠管穩固機構的另一端后與所述噴頭相連通的膠管及設置在所述膠管上的蠕動泵，所述蠕動泵用于抽取礦漿以將礦漿由靜止的形態轉換成流動的液柱形態；所述內套管及所述噴頭部分的收容于所述樣品容器內；所述膠管的另一端連接于所述容樣品容器的出口端或者礦漿運輸管；所述樣品容器位于所述噴頭固定機構的下方。進一步的，所述裝置還包括緩沖片，所述緩沖片收容于所述樣品容器內，且其位于所述內套管的正下方；所述緩沖片用于減緩自所述噴頭的噴口噴出的礦漿樣品的流速，避免在所述樣品容器的出口處產生氣泡而影響液柱的穩定性。進一步的，所述樣品容器的前端外壁上開設有樣品容器前端開孔，所述樣品容器前端開孔用于供激光進入所述樣品容器內部；所述內套管的前后壁上分別開設有圓孔，兩個所述圓孔的中心軸重合，所述樣品容器前端開孔的中心軸與所述圓孔的中心軸重合。進一步的，所述裝置還包括轉接閥，所述轉接閥連接所述樣品容器的底端開口及所述膠管。進一步的，所述噴頭固定機構包括前轉接頭、第一前緊固螺絲、第二前緊固螺絲、連接桿、后轉接頭、第一后緊固螺絲及第二后緊固螺絲，所述連接桿的兩端分別穿過所述前轉接頭及所述后轉接頭；所述第一前緊固螺絲連接所述前轉接頭及所述連接桿；所述第一后緊固螺絲連接所述后轉接頭及所述連接桿；所述第二前緊固螺絲連接所述噴頭及所述前轉接頭，所述第二后緊固螺絲連接所述后轉接頭及所述主立桿。進一步的，所述噴頭固定機構的結構、所述樣品容器固定機構的結構及所述膠管穩固機構的結構相同。進一步的，所述LIBS組件包括激光器、第一籠式立方、第一激光波長反射鏡、第二籠式立方、第二激光波長反射鏡、光譜采集器、激光聚焦鏡、計算機、顯示器、光譜儀、USB數據線、光纖及觸發線，所述觸發線連接所述激光器及所述光譜儀；所述第一激光反射鏡設置在所述第一籠式立方內，其用于將所述激光器發射的激光束轉折45度；所述第二激光波長反射鏡設置在所述第二籠式立方內，其用于將經所述第一激光波長反射鏡轉折后的激光束再轉折45度以形成水平光路；所述光譜采集器位于所述第二籠式立方的左側，所述光纖連接所述光譜采集器及所述光譜儀；所述USB數據線連接所述光譜儀及所述計算機，所述計算機電性連接于所述顯示器。進一步的，所述樣品組件還包括雙絞線、設置在所述3D位移平臺上的X軸步進電機、Y軸步進電機及Z軸步進電機，所述X軸步進電機、所述Y軸步進電機及所述Z軸步進電機通過所述雙絞線連接于所述計算機；所述3D位移平臺通過所述X軸步進電機、所述Y軸步進電機及所述Z軸步進電機來分別實現水平移動及豎直移動。進一步的，所述圓孔的中心軸與所述第二激光波長反射鏡反射后的激光束的出射方向平行。進一步的，所述樣品容器的上半部及下半部分別為中空圓管及漏斗，所述中空圓管與所述漏斗相連通。總體而言，通過本專利技術所構思的以上技術方案與現有技術相比，本專利技術提供的利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其將礦漿樣品由靜止的形態轉換成流動的液柱形態，每次激光與樣品相互作用時，樣品的作用面保持相對穩定，避免了激光與樣品相互作用過程中礦漿樣品表面波動對實驗結果造成的影響；樣品容器是一個比較封閉的空間，只有一個供激光通過的小孔，而在樣品容器的內部還有內套管，可以進一步限制樣品的飛濺，其中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其包括LIBS組件及樣品組件，其特征在于：所述樣品組件包括連接于所述LIBS組件的3D位移平臺、垂直固定在所述3D位移平臺上的主立桿、一端分別沿著所述主立桿自上而下間隔連接在所述主立桿上的膠管穩固機構、噴頭固定機構及樣品容器固定機構、連接于所述噴頭固定機構的另一端的噴頭、套設在所述噴頭上的內套管、底端穿過所述樣品容器固定機構的另一端的樣品容器、一端穿過所述膠管穩固機構的另一端后與所述噴頭相連通的膠管及設置在所述膠管上的蠕動泵，所述蠕動泵用于抽取礦漿以將礦漿由靜止的形態轉換成流動的液柱形態；所述內套管及所述噴頭部分收容于所述樣品容器內；所述膠管的另一端連接于所述樣品容器的出口端或者礦漿運輸管；所述樣品容器位于所述噴頭固定機構的下方。

【技術特征摘要】
1.一種利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其包括LIBS組件及樣品組件，其特征在于：所述樣品組件包括連接于所述LIBS組件的3D位移平臺、垂直固定在所述3D位移平臺上的主立桿、一端分別沿著所述主立桿自上而下間隔連接在所述主立桿上的膠管穩固機構、噴頭固定機構及樣品容器固定機構、連接于所述噴頭固定機構的另一端的噴頭、套設在所述噴頭上的內套管、底端穿過所述樣品容器固定機構的另一端的樣品容器、一端穿過所述膠管穩固機構的另一端后與所述噴頭相連通的膠管及設置在所述膠管上的蠕動泵，所述蠕動泵用于抽取礦漿以將礦漿由靜止的形態轉換成流動的液柱形態；所述內套管及所述噴頭部分收容于所述樣品容器內；所述膠管的另一端連接于所述樣品容器的出口端或者礦漿運輸管；所述樣品容器位于所述噴頭固定機構的下方。2.如權利要求1所述的利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其特征在于：所述裝置還包括緩沖片，所述緩沖片收容于所述樣品容器內，且其位于所述內套管的正下方；所述緩沖片用于減緩自所述噴頭的噴口噴出的礦漿樣品的流速，避免在所述樣品容器的出口處產生氣泡而影響液柱的穩定性。3.如權利要求1所述的利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其特征在于：所述樣品容器的前端外壁上開設有樣品容器前端開孔，所述樣品容器前端開孔用于供激光進入所述樣品容器內部；所述內套管的前后壁上分別開設有圓孔，兩個所述圓孔的中心軸重合，所述樣品容器前端開孔的中心軸與所述圓孔的中心軸重合。4.如權利要求3所述的利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其特征在于：所述裝置還包括轉接閥，所述轉接閥連接所述樣品容器的底端開口及所述膠管。5.如權利要求3所述的利用激光探針快速檢測礦漿的裝置，其特征在于：所述噴頭固定機構包括前轉接頭、第一前緊固螺絲、第二前緊固螺絲、連接桿、后轉接頭、第一后緊固螺絲及第二后緊固螺絲，所述連接桿的兩端分別穿過所述前轉接頭及所述后轉接頭；所述第一前緊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭連波，程瀟，熊佛關，楊新艷，李嘉銘，李祥友，陸永楓，曾曉雁，
申請(專利權)人：華中科技大學，武漢新瑞達激光工程有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42