[发明专利]激光诱导击穿光谱检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种激光诱导击穿光谱检测系统，其特征在于，包括望远镜模式光路和手持式模式光路以及与所述望远镜模式光路和手持式模式光路相连接的控制模块和光谱检测模块，所述望远镜模式光路包括第一激光器、用于将激光传输至待测样品上的反射镜、以及调焦模块和第一收集光路；所述手持式模式光路包括第二激光器、用于将惰性气体输送至样品表面的气路模块以及第二收集光路；所述第一收集光路包括测距模块以及用于收集待测样品的等离子体发射出的光信号的望远镜模块，所述测距模块和望远镜模块同轴设置；

所述第一激光器和第二激光器均与所述控制模块相连接；所述第一收集光路和第二收集光路均与所述光谱检测模块相连接；所述控制模块和光谱检测模块相连接；

所述手持式模式光路包括用于将激光聚焦在待分析样品表面的第一窗口片；所述望远镜模式光路包括用于将激光聚焦在待分析样品表面的第二窗口片，所述测距模块设置在所述望远镜模块与第二窗口片之间，所述第二窗口片与所述望远镜模块同轴设置；

所述第一收集光路依次包括设置在望远镜模块与第二窗口片之间的所述测距模块、用于收集待测样品的等离子体发射出的光信号的望远镜模块、收光口以及连接在收光口和所述光谱检测模块之间的望远镜模式用光纤；

所述第二收集光路依次包括光纤夹持器以及连接在所述光纤夹持器与所述光谱检测模块之间的手持模式用光纤。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述反射镜包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜；所述望远镜模式光路包括依次设置的第一激光器、第四反射镜、第三反射镜、调焦模块、第一反射镜和第二反射镜。

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，包括主机机构、遥测机构以及设置在所述主机机构与遥测机构之间的云台，所述云台用于带动所述遥测机构进行转动。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述遥测机构内设置有所述第一激光器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、调焦模块、第二窗口片、望远镜模块、收光口；所述主机机构内设置有所述第二激光器、第一窗口片、气路模块、控制模块、光谱检测模块、手持模式用光纤、光纤夹持器。

5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述气路模块依次包括气瓶、流量控制器以及喷出口，所述气瓶内容纳有惰性气体，所述喷出口距离待测样品的表面距离为2-8mm；所述流量控制器用于控制所述惰性气体的流量速率为5～9L/min。

6.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述的望远镜模块为卡塞格林望远镜。

7.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，第一激光器为能量范围可选60mJ～300mJ的纳秒激光器，第二激光器为能量范围4mJ～20mJ的纳秒激光器。

8.一种采用权利要求1-7任意一项所述的激光诱导击穿光谱检测系统进行样品检测的方法，所述激光诱导击穿光谱检测系统具有望远镜模式和手持模式两种工作模式，其特征在于，包括如下步骤：选定工作模式，将控制模块与光谱检测模块连接，打开第一、第二激光器和光谱检测模块，根据设定的激发次数、采样频率和采样延时进行样品的检测。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，选定望远镜模式时，切换工作模式为望远镜模式；将控制模块与光谱检测模块连接，控制测距模块打开，调节云台使指示激光与所需要测试的样品位置重合，并进行测距，并反馈至控制模块，控制模块对调焦模块和望远镜模块进行调整，打开第一激光器和光谱检测模块，根据设定的激发次数、采样频率和采样延时进行样品的检测。

10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，选定手持模式时，切换工作模式为手持模式；将控制模块与光谱检测模块连接，将手持式设备从主机机构中取出，并于待测样品紧密贴合，打开气路模块向样品表面输送惰性气体，打开第二激光器和光谱检测模块，根据设定的激发次数、采样频率和采样延时进行样品的检测。