本技術(shù)涉及水質(zhì)檢測，具體涉及一種便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置。

背景技術(shù)：

1、水體營養(yǎng)元素的定量分析結(jié)果是水質(zhì)健康狀況評價的重要指標(biāo)。如，水體中n、p元素的含量過多會使水體富營養(yǎng)化，水體中k元素的含量過多會引起水質(zhì)污染。

2、目前，針對元素分析主要有激光誘導(dǎo)擊穿光譜學(xué)(laser-induced?breakdownspectroscopy，簡稱libs)，通過激光器產(chǎn)生的激光脈沖聚焦到樣品表面產(chǎn)生等離子體，利用光譜儀的光纖探頭收集等離子體的光信號，并由光譜儀轉(zhuǎn)換成電信號，傳輸給計算機進行分析。以此來識別樣品中的元素組成成分，進而可以進行材料的識別、分類、定性以及定量分析。市面上的libs儀器有l(wèi)ibs-tracer分析儀，礦漿品位在線分析儀，libs煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)等。

3、然而，目前的libs儀器體積大，無法用于水體現(xiàn)場進行在線原位實時檢測。此外，針對水體液體，其等離子體強度弱，libs直接檢測的檢測精度低，不能實現(xiàn)準(zhǔn)確檢測。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：如何實現(xiàn)水體元素的在線原位實時檢測，并確保檢測的準(zhǔn)確性。

2、本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、本實用新型提供了一種便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，包括安裝板，所述安裝板上設(shè)有xy平面運動機構(gòu)、加熱器、激光器、反射鏡、透射鏡和光譜儀，所述xy平面運動機構(gòu)上設(shè)有基板，所述加熱器位于基板下方；所述反射鏡位于透射鏡上方，所述透射鏡位于基板上方，所述激光器正對反射鏡，激光器的激光能依次經(jīng)過反射鏡、透射鏡聚焦至基板上；所述光譜儀的探頭位于透射鏡的下方。

4、本實用新型的有益效果是：

5、本實用新型體積小，可跟隨安裝板整體攜帶，實現(xiàn)了在線原位實時檢測；通過xy平面運動機構(gòu)調(diào)節(jié)基板位置，滴加樣品方便，使用便捷，并實現(xiàn)了激光在基板上對焦，確保了樣品的可靠激發(fā)；通過加熱器干燥樣品，同時升高基板的溫度，便于等離子體發(fā)射，提高了檢測靈敏度。

6、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。

7、進一步的，所述反射鏡上方還設(shè)有顯微相機，顯微相機固定于安裝板上；反射鏡為半反射鏡并能透過從下至上的光線。

8、通過顯微相機采集基板上的圖像信息，便于輔助控制激光在基板上對焦提高了檢測精度。

9、進一步的，所述安裝板上還設(shè)有照明燈，照明燈能夠?qū)逭彰鳌?/p>

10、在基板聚焦時能夠?qū)逭彰?，提高顯微相機的圖像清晰度，聚焦操作方便。

11、進一步的，所述安裝板上還設(shè)有控制器，所述照明燈、顯微相機、xy平面運動機構(gòu)、加熱器、激光器以及光譜儀分別與控制器通過信號連接。

12、將所有儀器的控制開關(guān)集成到控制器內(nèi)，便于集中控制照明燈、顯微相機、加熱器、激光器以及光譜儀的開閉，以及控制xy平面運動機構(gòu)的運動；操作方便。

13、進一步的，所述xy平面運動機構(gòu)包括豎直滾珠絲桿和水平滾珠絲桿，豎直滾珠絲桿和水平滾珠絲桿均為電動滾珠絲桿，豎直滾珠絲桿的固定端與安裝板連接，豎直滾珠絲桿的移動端與水平滾珠絲桿的固定端連接，水平滾珠絲桿的移動端與基板連接。

14、進一步的，所述安裝板上還設(shè)有電源，所述照明燈、顯微相機、xy平面運動機構(gòu)、加熱器、激光器、光譜儀以及控制器分別與電源連接。

15、便于為所有用電儀器供電，提高野外工作能力，便攜性好。

16、進一步的，所述透射鏡的下方還設(shè)有磁空約束罩。

17、激光器開啟時，避免基板上的能量散失，增強產(chǎn)生的等離子數(shù)量和強度；在光譜儀檢測樣品時，通過磁空約束罩的相對封閉結(jié)構(gòu)，將等離子體約束在一定的空間范圍內(nèi)，增加等離子體的密度，增強了光譜信號的強度，提高了檢測的準(zhǔn)確性。

18、進一步的，所述安裝板上還設(shè)有儀器收納盒。

19、便于實現(xiàn)x軸和y軸的平面運動；通過電動滾珠絲桿，控制簡便，操作便捷。

20、進一步的，所述基板為鋅板。

21、通過采用鋅板，能夠增強等離子體強度，從而增強光譜儀的信號，提高了檢測的準(zhǔn)確性。

22、進一步的，所述安裝板上還設(shè)有箱罩，安裝板與箱罩組成箱體結(jié)構(gòu)，安裝板呈l形并形成箱體結(jié)構(gòu)的底板和一側(cè)板，安裝板位于箱體結(jié)構(gòu)外的一側(cè)設(shè)有肩帶；所述xy平面運動機構(gòu)、基板、加熱器、激光器、反射鏡、透射鏡以及光譜儀均位于箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)。

23、將所有儀器設(shè)于箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)，便于保護儀器；通過肩帶，便于人員背負(fù)儀器移動，提高了便攜性。

24、進一步的，所述箱罩上還設(shè)有箱門，箱門上設(shè)有觀察窗和把手，觀察窗正對基板；所述箱罩上還設(shè)有顯示屏，顯示屏與光譜儀信號連接。

25、打開箱門便于在基板上滴加樣品，通過觀察窗可觀察激光在基板上的對焦情況、樣品干燥情況，操作方便；通過顯示屏，能夠顯示光譜儀的光譜數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：包括安裝板(1)，所述安裝板(1)上設(shè)有xy平面運動機構(gòu)、加熱器(5)、激光器(6)、反射鏡(7)、透射鏡(8)和光譜儀(9)，所述xy平面運動機構(gòu)上設(shè)有基板(4)，所述加熱器(5)位于基板(4)下方；所述反射鏡(7)位于透射鏡(8)上方，所述透射鏡(8)位于基板(4)上方，所述激光器(6)正對反射鏡(7)，激光器(6)的激光能依次經(jīng)過反射鏡(7)、透射鏡(8)聚焦至基板(4)上；所述光譜儀(9)的探頭位于透射鏡(8)的下方。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述反射鏡(7)上方還設(shè)有顯微相機(10)，顯微相機(10)固定于安裝板(1)上；反射鏡(7)為半反射鏡(7)并能透過從下至上的光線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述安裝板(1)上還設(shè)有照明燈(11)，照明燈(11)能夠?qū)?4)照明。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述安裝板(1)上還設(shè)有控制器(12)，所述照明燈(11)、顯微相機(10)、xy平面運動機構(gòu)、加熱器(5)、激光器(6)以及光譜儀(9)分別與控制器(12)通過信號連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述xy平面運動機構(gòu)包括豎直滾珠絲桿(2)和水平滾珠絲桿(3)，豎直滾珠絲桿(2)和水平滾珠絲桿(3)均為電動滾珠絲桿，豎直滾珠絲桿(2)的固定端與安裝板(1)連接，豎直滾珠絲桿(2)的移動端與水平滾珠絲桿(3)的固定端連接，水平滾珠絲桿(3)的移動端與基板(4)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述安裝板(1)上還設(shè)有電源(13)，所述照明燈(11)、顯微相機(10)、xy平面運動機構(gòu)、加熱器(5)、激光器(6)、光譜儀(9)以及控制器(12)分別與電源(13)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述透射鏡(8)的下方還設(shè)有磁空約束罩(14)；所述安裝板(1)上還設(shè)有儀器收納盒(15)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：進一步的，所述基板(4)為鋅板。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述安裝板(1)上還設(shè)有箱罩(16)，安裝板(1)與箱罩(16)組成箱體結(jié)構(gòu)，安裝板(1)呈l形并形成箱體結(jié)構(gòu)的底板和一側(cè)板，安裝板(1)位于箱體結(jié)構(gòu)外的一側(cè)設(shè)有肩帶(17)；所述xy平面運動機構(gòu)、基板(4)、加熱器(5)、激光器(6)、反射鏡(7)、透射鏡(8)以及光譜儀(9)均位于箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，其特征在于：所述箱罩(16)上還設(shè)有箱門(18)，箱門(18)上設(shè)有觀察窗(19)和把手(20)，觀察窗(19)正對基板(4)；所述箱罩(16)上還設(shè)有顯示屏(21)，顯示屏(21)與光譜儀(9)信號連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種便攜式水體營養(yǎng)元素分析裝置，包括安裝板，所述安裝板上設(shè)有XY平面運動機構(gòu)、加熱器、激光器、反射鏡、透射鏡和光譜儀，所述XY平面運動機構(gòu)上設(shè)有基板，所述加熱器位于基板下方；所述反射鏡位于透射鏡上方，所述透射鏡位于基板上方，所述激光器正對反射鏡，激光器的激光能依次經(jīng)過反射鏡、透射鏡聚焦至基板上；所述光譜儀的探頭位于透射鏡的下方。本技術(shù)體積小，可跟隨安裝板整體攜帶，實現(xiàn)了在線原位實時檢測；通過XY平面運動機構(gòu)調(diào)節(jié)基板位置，滴加樣品方便；通過加熱器干燥樣品，同時升高樣品溫度，提高了光譜穩(wěn)定性，檢測靈敏性好，提高了檢測精度。

技術(shù)研發(fā)人員：趙士林
受保護的技術(shù)使用者：西南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240423
技術(shù)公布日：2025/1/6