[实用新型]工业固体粉末元素含量在线检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业自动测量技术领域，具体为一种工业固体粉末元素含量在线检测系统。

背景技术

目前工业上对固体粉末中元素的定量分析普遍采用化学分析法、X射线荧光光谱法及γ射线分析法来进行分析。然而，化学分析法工序复杂且耗时长，无法保障工业在线控制的时效性；X射线荧光光谱法必须配置专门的制样设备，而且检测元素种类有限；γ射线分析法的缺点是检测结果受高原子序数元素（例如铁）含量波动的影响较大，放射源的价格昂贵，其保养及日常护理难度也较高，并且对人体及周边环境有辐射危害。由此可见，当前各种检测手段难以满足工业上对固体粉末元素含量进行快速在线检测的要求，发展基于新技术的在线检测系统已成为当务之急。

激光诱导等离子体光谱（LIPS）技术，这是一种全新的物质元素分析技术，其原理是将一束高能脉冲激光聚焦到样品上，使样品表面迅速烧蚀形成等离子体，通过测量该等离子体荧光光谱来精确获知样品性质及各元素含量。LIPS是一种非接触式实时检测技术，该技术除具有检测精度高、灵敏度高、速度快、多元素同时测量等优势之外，还可进行远程非接触测量，特别适合应用于恶劣环境中。因此，该项技术可以作为对工业固体粉末元素含量进行在线检测的最佳选择，从而指导工作人员及时调整生产状况，以提高生产效率。然而，目前该项技术在工业固体粉末元素含量在线检测方面的成功应用还没有相关报道。

发明内容

本实用新型为解决常用的检测手段难以满足对工业固体粉末中多种元素含量进行快速实时在线检测的要求以及目前LIPS技术在工业固体粉末元素含量在线检测方面还没有成功应用的问题，提供一种基于LIPS技术的工业固体粉末元素含量在线检测系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种工业固体粉末元素含量在线检测系统，包括采样通道、与采样通道连接的测量室、与测量室以连接管连接的LIPS检测装置、通过射流泵与采样通道连接的校正装置、与采样通道和测量室连接的出样通道以及为整个检测系统提供工作气体的工作气体产生装置；所述的采样通道包括采样管道、射流泵、电控三通阀、旋风集粉器、下粉管，采样管道下通粉末管道、上接射流泵，电控三通阀的下通道与射流泵以连接管道连接、右通道与旋风集粉器的输入口以连接管道连接，旋风集粉器的输出口通过下粉管与测量室连接；所述的测量室顶部与下粉管连接，底部与出样通道连接，一侧以连接管与LIPS检测装置连接，所述的测量室与LIPS检测装置之间的连接管两端设有左窗口镜片和右窗口镜片；所述的校正装置通过射流泵与电控三通阀的左通道连接；所述的出样通道由排气管道和射流泵构成，排气管道的上端与旋风集粉器的排气口连接、下端与射流泵和测量室底部的连接管道相通，射流泵下通粉末通道；所述的工作气体产生装置的出口（或供气口）通过连接管道分别与和校正装置连接的射流泵、下粉管、测量室、采样通道中的射流泵、出样通道中的射流泵连接，其中工作气体产生装置的出口与和校正装置连接的射流泵之间的连接管道上装有电磁阀，与下粉管、测量室、出样通道中的射流泵之间的连接管道上分别装有阀门，与采样通道中的射流泵之间的连接管道上装有电动阀。

所述的采样通道与测量室连接的下粉管上装有振动器，以防止粉末在管壁沉积，造成管道堵塞。

所述的测量室与LIPS检测装置之间的连接管上装有电磁阀与压力传感器，通常情况下电磁阀处于开放状态，使光路可以顺利通过，当测量室内压力升高到一定程度，高压冲破左窗口镜片，此时压力传感器检测到压力信号，立即关断电磁阀（具体实施时，通过压力传感器检测到的压力信号对电磁阀进行关断控制，是本领域技术人员容易实现的，例如，将压力传感器检测到的压力信号传输给一个公知结构的控制器，当控制器判断出有压力信号时，输出一个控制信号来实现对电磁阀的关断），防止右窗口镜片继续被高压破坏，进而造成背景气体对LIPS检测装置的严重污染，因此电磁阀与压力传感器可以在紧急状况下起到自我保护的作用。

所述的工作气体产生装置包括用于加热气体的加热器，将工作气体加热至100℃以上，防止背景气体及工作气体中的水蒸气在管路中冷凝，导致粉末的堆积以及管路的堵塞。

所述的工作气体产生装置的出口与和校正装置连接的射流泵之间的连接管道上安装的电磁阀，其作用是：通过控制开关为与校正装置连接的射流泵提供工作气体。

所述的工作气体产生装置的出口与下粉管之间的连接管道上安装的阀门，其作用是：不断地给下粉管中充入工作气体以稀释背景气体浓度，防止背景气体中的元素成分对粉末中的待测元素的测值造成较大干扰。