[发明专利]一种LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪

权利要求书

1.一种LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪，其特征在于，包括：机箱部分和浸入式探头；

所述机箱部分包括计算机、Raman探头、Raman光谱仪、LIBS光谱仪以及脉冲激光器；

所述浸入式探头包括浸入式探头外壳，以及设置在所述浸入式探头外壳内依次连接的激光扩束器、会聚透镜、反射镜、液体激发空腔和光纤探头；

所述脉冲激光器输出的脉冲激光经激发光纤输入至所述激光扩束器进行扩束，所述会聚透镜对扩束后的激光进行聚焦，通过所述反射镜改变激光传输方向，使得焦点位于所述液体激发空腔内，所述激发探头对激发后的样品发射的光谱进行采集，并经信号收集分叉光纤输入至Raman探头或LIBS光谱仪；所述Raman探头用于对采集到的光谱信号进行过滤，并将过滤后的光谱发送至所述Raman光谱仪；所述计算机对所述Raman光谱仪和/或LIBS光谱仪发送的光谱信息进行存储分析，确定样品中阳离子和/或阴离子的种类。

2.根据权利要求1所述的LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪，其特征在于，所述浸入式探头外壳内还设置有微型摄像头，用于对水下环境进行拍摄。

3.根据权利要求1所述的LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪，其特征在于，所述浸入式探头外壳内还设置有温度传感器，用于采集水体温度，并将水体温度通过数据线发送至所述计算机进行显示。

4.根据权利要求2所述的LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪，其特征在于，所述机箱部分还包括图像处理器，用于对所述微型摄像头拍摄的图像进行处理，并将处理结果发送至所述计算机。

5.根据权利要求1所述的LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪，其特征在于，还包括：

延迟器，分别与所述脉冲激光器、所述Raman光谱仪以及所述LIBS光谱仪连接，用于控制所述LIBS光谱仪在所述脉冲激光器开启之后再启动，以及用于控制所述脉冲激光器与所述Raman光谱仪同步启动。

6.根据权利要求1所述的LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪，其特征在于，所述Raman探头包括532nm陷波片和532nm边带滤波片。

7.一种应用权利要求1-6任意一项所述的LIBS-Raman浸入式盐湖卤水元素探测仪的探测方法，其特征在于，包括：

根据测试目的，选择工作模式；所述工作模式包括LIBS模式和Raman模式；

当处于LIBS模式时，脉冲激光经由激发光纤传输至激光扩束器进行扩束，会聚透镜对扩束后的光束进行聚焦，通过反射镜改变激光传输方向，使得焦点位于液体激发空腔内部，液体的激发过程在液体激发空腔内完成，光纤探头对激发后的样品等离子体发射光谱进行采集，再由信号收集光纤传入LIBS光谱仪，完成光谱的采集；

当处于Raman模式时，脉冲激光经由激发光纤传输至激光扩束器进行扩束，会聚透镜对扩束后的光束进行聚焦，通过反射镜改变激光传输方向，使得焦点位于液体激发空腔内部，液体的激发过程在液体激发空腔内完成，光纤探头对激发后的样品发射的光谱进行采集，再由信号收集光纤传入Raman探头进行采集分析，Raman探头用来滤掉532nm及低于532nm的波段的光谱信息，仅保留波长大于532nm的成分并送入Raman光谱仪，完成光谱的采集；

采集的光谱信息实时传入计算机进行储存、并通过预先内置的LIBS光谱数据库、Raman光谱数据库以及基于LIBS光谱的盐湖卤水重金属离子的定量分析模型以及Raman光谱定量分析模型对探测到的目标物质光谱进行鉴别和定量分析，从而得到探测目标物质的阳离子和阴离子的种类以及丰度数值。

8.根据权利要求7所述的探测方法，其特征在于，当处于LIBS模式时，脉冲激光为高能脉冲，将待测样品激发为等离子体；当处于Raman模式时，脉冲激光的能量达到Raman激发的阈值但不足以将样品激发为等离子体。