[发明专利]一种激光诱导击穿光谱检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种激光诱导击穿光谱检测装置，其特征在于，

包括用于获取光谱数据的光谱仪；计算机；用于产生激发击穿光谱的高能量光束的激光光源；分光镜；用于聚焦激光光束的第一透镜和第二透镜；空心光纤；刻度盘；以及光谱仪耦合探头；

所述计算机与所述光谱仪和所述激光光源分别相连，用于控制所述光谱仪和所述激光光源的工作；

所述分光镜将所述激光光源发出的单光束分开成相互垂直的两束激光，一束经过所述第一透镜聚焦到被测样品上实现预烧蚀，另一束激光经第二透镜聚焦到所述空心光纤中，从而在所述空心光纤中传输高能量光束对被测样品进行再烧蚀；

所述刻度盘对经所述第一透镜聚焦到被测样品的光束与经第二透镜聚焦到所述空心光纤中光束的光束夹角进行标定，上述光束夹角能够在预定范围内自由调节；

所述光谱仪耦合探头用于耦合激光诱导的等离子体光，并传输到所述光谱仪中。

2.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱检测装置，其特征在于，所述预定范围为0°<θ<90°的范围。

3.一种激光诱导击穿光谱检测方法，采用权利要求1或2所述的激光诱导击穿光谱检测装置对被测样品中的重金属进行检测，所述被测样品为涂料材料，其特征在于包括：

所述计算机向所述激光光源发出工作指令，从激光光源发出一束高能量激光束；

从所述激光光源发出的激光束与分光镜成45°夹角，由所述分光镜将该激光束分成相互垂直的两束激光，从而实现单光束分离；

两束激光的一束激光经第一透镜直接聚焦到被测样品内的预定位置处，实现材料预烧蚀，利用所述刻度盘将双脉冲烧蚀的光束夹角设定为规定角度；

另一束激光经过所述第二透镜聚焦到所述空心光纤中，将所述规定角度作为弯曲角度来调整所述空心光纤，所述空心光纤中传输的另一束激光直接激发等离子体，实现对被测样品的再烧蚀；

所述被测样品经过高能量激光预烧蚀和再烧蚀，转化为等离子体，并发射出元素谱线，计算机向光谱仪发出工作指令，开始收集等离子体光；

所述光谱仪耦合探头耦合激光诱导的等离子体光，并传输到所述光谱仪中形成光谱数据，存储在计算机中；以及

所述计算机对所获取的光谱数据进行在线实时原位处理分析，得到重金属元素检测结果。

4.根据权利要求3所述的激光诱导击穿光谱检测方法，其特征在于，所述预定位置为被测样品内的2mm位置处。

5.根据权利要求3所述的激光诱导击穿光谱检测方法，其特征在于，所述规定角度在0°<θ<90°范围内。

6.根据权利要求5所述的激光诱导击穿光谱检测方法，其特征在于，所述规定角度为30°。

7.根据权利要求5所述的激光诱导击穿光谱检测方法，其特征在于，所述规定角度为75°。

8.根据权利要求3-7之一所述的激光诱导击穿光谱检测方法，其特征在于，所述光谱仪以中阶梯光栅为主色散元件，经低色散元件进行交叉色散后，在焦面处形成二维谱图，该二维谱图被像增强型耦合器件探测、接收、数字化后，采用特定的谱图还原方法可以转换为高分辨率的一维光谱信息，同时可实现对光谱的时间分辨，找到以最优信背比为目标的采集延时时间和积分时间，并将光谱数据存储在所述计算机。