激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置及光谱分析系统制造方法及图纸

本申请公开了一种激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置及光谱分析系统。其中，激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置包括激光器、聚焦透镜以及联动组件。联动组件包括平台以及设置在平台上的光谱采集部件，样品放置在平台上。激光器发出的激光经过聚焦透镜，聚焦在样品表面、样品表面以上或样品表面以下的某一个位置，激光与样品表面相交的位置为作用点。光谱采集部件跟随平台移动，且采集方向始终与激光作用点的相对位置始终保持不变。本申请的激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置实现了光谱采集部件与平台共同运动，使得光路调节更加便捷，提高了光路稳定性。

【技术实现步骤摘要】
激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置及光谱分析系统
本申请涉及原子发射光谱领域，尤其涉及一种激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置及光谱分析系统。
技术介绍
激光诱导击穿光谱分析系统使用高峰值功率的脉冲激光照射样品，光束聚焦到一个很小的分析点。在激光照射的光斑区域，样品中的材料被烧蚀剥离，并在样品上方形成粒子云团。由于激光的能量显著地被该云团吸收，逐渐形成等离子体。高能量的等离子体使粒子熔化，激发并辐射出光谱。等离子中的原子、离子及分子发出的光可以被探测器接收并记录，通过对光谱的特征波长和强度信息进行分析，可获得被测样品中存在的不同元素成分和浓度信息。然而，激光诱导击穿光谱分析系统的测量结果容易受到实验参数波动性的影响，导致测量的精密度和准确性较差。尤其是被测样品表面与激光束聚焦透镜焦平面的相对位置将对测量光谱的稳定性具有较大的影响。为克服上述因素的影响，传统的调整方法是通过导轨不断移动样品台，调节样品表面的位置。然而改变样品表面位置将引起激发的等离子体位置发生改变，导致激发的等离子体和光谱采集透镜的相对位置发生变化，激光诱导击穿光谱分析系统中的光谱采集透镜位置也要随之不断调整，从而使整个调整步骤重复繁琐，耗时耗力。另外，光谱采集透镜的口径小，视角小，稍有偏移便引起接收光强较大改变，导致移动前后数据测量条件不同，无法比较。
技术实现思路
为解决上述问题，本申请提出了一种激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置及光谱分析系统。本申请的第一个目的在于提出一种激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置，能够在调节光路时更加便捷，提高光路稳定性和一致性。本申请的第二个目的在于提出一种激光诱导击穿光谱分析系统。本申请的第三个目的在于提出一种光谱分析方法。为实现上述第一个目的，本申请提出一种激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置，包括激光器、聚焦透镜、联动组件，所述联动组件包括平台以及设置在所述平台上的光谱采集部件；样品放置在所述平台上；所述激光器发出的激光经过所述聚焦透镜，聚焦在所述样品上的作用点。所述光谱采集部件跟随所述平台移动，且采集方向始终对准所述作用点。可选的，所述光谱采集部件和所述平台沿所述激光的光轴方向移动。可选的，所述联动装置还包括旋转件，所述旋转件固定在所述平台上，所述样品固定在所述旋转件上。可选的，所述光谱采集部件包括光谱采集透镜、横连杆以及竖连杆，所述竖连杆固定在所述平台上；所述横连杆与所述竖连杆活动连接，所述横连杆可沿所述竖连杆移动；所述光谱采集透镜与所述横连杆活动连接，所述光谱采集透镜可沿所述横连杆移动和/或围绕所述横连杆旋转，使得所述光谱采集透镜的采集方向始终对准所述作用点。可选的，所述横连杆和所述竖连杆为刚性连杆。可选的，所述光谱采集透镜与所述作用点的相对位置固定不变。本申请提出的激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置，能够在调节光路时更加便捷，提高光路稳定性和一致性。为实现上述第二个目的，本申请还提出一种激光诱导击穿光谱分析系统，包括上述实施例中的联动装置、光谱仪和分析设备，所述光谱仪通过光纤与所述联动装置中的光谱采集部件连接，用于接收所述光谱采集部件采集的光谱信息；所述分析设备与所述光谱仪电连接，用于对所述光谱仪传输的光谱信息进行分析。本申请提出的激光诱导击穿光谱分析系统，通过使用联动装置来调节聚焦透镜的焦平面与样品表面之间的距离，操作更加便捷，提高光谱分析效率。为实现上述第三个目的，本申请还提出一种光谱分析方法，包括：控制上述实施例中的联动装置沿激光光轴移动，以调节激光诱导击穿光谱分析系统中聚焦透镜的焦平面与样品表面之间的距离；在不同距离下，分别获取与所述距离对应的样品的特征谱线强度的相对标准偏差；基于所述相对标准偏差确定聚焦透镜的焦平面与样品表面之间的最佳测试距离。可选的，包括：通过控制所述激光诱导击穿光谱分析系统中的联动装置沿激光光轴移动，以调节所述聚焦透镜的焦平面与样品表面之间的距离。可选的，获取与所述距离对应的样品的特征谱线强度的相对标准偏差，包括：获取在同一距离下样品的N个特征谱线强度；计算出N个特征谱线强度的平均值和标准差；根据N个特征谱线强度的平均值和标准差计算出相对标准偏差，其中，N为大于等于1的正整数。可选的，基于所述相对标准偏差确定聚焦透镜的焦平面与样品表面之间的最佳测试距离包括：获取M个相对标准偏差；比较所述M个相对标准偏差，并将最小的相对标准偏差对应的距离作为最佳测试距离。可选的，方法还包括：当样品表面存在损耗时，通过控制所述联动装置沿激光光轴移动对损耗进行补偿。本申请提出的光谱分析方法，通过测试不同距离下的特征信号的相对标准偏差确定聚焦透镜焦平面与样品表面之间的最佳测试距离，有效降低样品的特征信号相对标准偏差，从而提高激光诱导击穿光谱分析系统的测量精度。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本申请一个实施例的激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置的结构示意图；图2是本申请另一个实施例的激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置的结构示意图；图3是本申请又一个实施例的激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置的结构示意图；图4是本申请一个实施例的激光诱导击穿光谱分析系统的结构示意图；图5是本申请一个具体实施例的激光诱导击穿光谱分析系统的结构示意图；图6是本申请一个实施例的光谱分析方法的流程图；图7是本申请一个具体实施例的光谱分析方法的流程图；图8是本申请另一个具体实施例的光谱分析方法的流程图；图9是样品表面与聚焦透镜焦平面之间不同距离下的相对标准偏差的分析结果示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。下面参考附图描述本申请实施例的激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置及光谱分析系统。如图1所示，激光诱导击穿光谱分析系统包括激光器1、聚焦透镜2和联动组件3。其中，激光器1用于射出高能激光，聚焦透镜2用于将高能激光进行聚焦。可选的，激光器1为脉冲激光器。联动组件3包括平台301以及设置在平台301上的光谱采集部件31。样品303放置在平台301上。激光器1发出的激光通过聚焦透镜2聚焦在样品303上的作用点304，激光在样品表面的作用点304激发出等离子体，高能量的等离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置，其特征在于，所述联动装置包括激光器(1)、聚焦透镜(2)、联动组件(3)，/n所述联动组件(3)包括平台(301)以及设置在所述平台(301)上的光谱采集部件(31)；/n样品(303)放置在所述平台(301)上；/n所述激光器(1)发出的激光经过所述聚焦透镜(2)，聚焦在所述样品(303)上的作用点(304)；/n所述光谱采集部件(31)跟随所述平台(301)移动，且采集方向始终对准所述作用点(304)。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光诱导击穿光谱分析系统的联动装置，其特征在于，所述联动装置包括激光器(1)、聚焦透镜(2)、联动组件(3)，
所述联动组件(3)包括平台(301)以及设置在所述平台(301)上的光谱采集部件(31)；
样品(303)放置在所述平台(301)上；
所述激光器(1)发出的激光经过所述聚焦透镜(2)，聚焦在所述样品(303)上的作用点(304)；
所述光谱采集部件(31)跟随所述平台(301)移动，且采集方向始终对准所述作用点(304)。


2.如权利要求1所述的联动装置，其特征在于，所述光谱采集部件(31)和所述平台(301)沿所述激光的光轴方向移动。


3.如权利要求1所述的联动装置，其特征在于，所述联动装置还包括旋转件(302)，所述旋转件(302)固定在所述平台(301)上，所述样品(303)固定在所述旋转件(302)上。


4.如权利要求1所述的联动装置，其特征在于，所述光谱采集部件(31)包括光谱采集透镜(306)、横连杆(307)以及竖连杆(308)，
所述竖连杆(308)固定在所述平台(301)上；
所述横连杆(307)与所述竖连杆(308)活动连接，所述横连杆(307)可沿所述竖连杆(308)移动；
所述光谱采集透镜(306)与所述横连杆(307)活动连接，所述光谱采集透镜(306)可沿所述横连杆(307)移动和/或围绕所述横连杆(307)旋转，使得所述光谱采集透镜(306)的采集方向始终对准所述作用点(304)。


5.如权利要求4所述的联动装置，其特征在于，所述横连杆(307)和所述竖连杆(308)为刚性连杆。


6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳军，杨德柱，王瞧，马玲，
申请(专利权)人：河南丰博自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41