[实用新型]基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪

权利要求书

1、一种基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于包括：光探针(1)、使光探针(1)置于炼钢炉(36)上方并控制光探针(1)升降的升降单元(3)、由激光器(28)和真空紫外光谱仪(35)构成的LSS单元(2)、以及与LSS单元(2)真空紫外光谱仪(35)连接的信号处理控制单元(5)，LSS单元(2)中激光器(28)的触发口和真空紫外光谱仪(35)连接，光探针包括检测光通道，检测光通道包含两平行设置的上平凸镜(20)、下平凸镜(26)，两平凸镜(20、26)设置于竖直筒状壳体(19)内，底端设有平面窗口(27)，竖直筒状壳体(19)下方设有倒喇叭状枪头(24)，竖直筒状壳体(19)外设有与受信号处理控制单元(5)控制的循环水装置(50)连接的循环水管路(23)，以及进气口与受信号处理控制单元(5)控制的氩气发生装置(49)连接、出气口与枪头(24)连通的气体管路(22)，光探针(1)的检测光通道与激光器(28)的激光发出口、真空紫外光谱仪(35)的光谱采集口之间分别设有置于密闭壳体(12)中的入射光通道(6)、出射光通道(21)，竖直筒状壳体(19)和密闭壳体(12)分别连接有受信号处理控制单元(5)控制的真空泵I(48)、真空泵II(47)。

2、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：检测光通道的竖直筒状壳体(19)顶端中央设有位于上平凸镜(20)焦点处的光纤耦合器III(25)；所述出射光通道(21)包括两垂直设置于密闭壳体(12)内且轴线重合的左凸透镜(10)和右凸透镜(16)，密闭壳体(12)上设有两分别位于上述两凸透镜焦点处的光纤耦合器I、II(14、17)，位于真空紫外光谱仪(35)侧的光纤耦合器I(14)经光纤(13)与真空紫外光谱仪(35)的光谱采集口连接，位于光探针(1)检测光通道侧的光纤耦合器II(17)经光纤(18)与检测光通道竖直筒状壳体(19)顶端的光纤耦合器III(25)连接；所述入射光通道(6)包括设置于密闭壳体(12)上与激光器(28)激光发出口正对的平面窗口(7)、镜面与平面窗口(7)正对且呈45度角设置的镀铝反射镜(11)、设置于出射光通道(21)两凸透镜(10、16)之间与镀铝反射镜(11)平行的二向色镜(15)，平面窗口(7)与镀铝反射镜(11)之间设置有一对平凹镜(8)和平凸镜(9)。

3、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：信号处理控制单元(5)与真空紫外光谱仪(35)之间的触发信号线(33)上设置有光耦合器(32)。

4、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：升降单元包括由电动机(39)经减速器(41)驱动的绕有钢丝绳(43)的滚筒(40)、通过支架垂直架固于炼钢炉(36)上的两平行导轨(42)，两导轨(42)上架设有能沿导轨(42)上下移动的滑杆(45)，滑杆(45)上固定有通过吊杆(46)与光探针1连接固定的动滑轮(44)，滚筒(40)上的钢丝绳(43)绕过动滑轮(44)。

5、根据权利要求4所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：升降单元还设有由控制器PLC(37)、连接于控制器PLC(37)输出端的编码器(38)构成的电动机控制单元，控制器PLC(37)的控制信号输入端与信号处理控制单元(5)连接，编码器(38)与电动机(39)的控制端口连接。

6、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：LSS单元(2)的激光器(28)和真空紫外光谱仪(35)置于内设有恒温装置(30)的恒温箱(31)中。

7、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：信号处理控制单元(5)还连接有远程信号接口(4)。

8、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：激光器(28)采用Nd:YAG激光器。

9、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：气体管路(22)、循环水管路(23)采用铜制材料，枪头(24)采用三氧化二铝材料。

10、根据权利要求1所述的基于激光火花光谱法的钢水质量在线检测仪，其特征在于：所有透镜和平面窗口均采用MgF₂材料。