[发明专利]一种基于激光诱导击穿光谱的危险废物检测系统

说明书

本发明公开了一种基于激光诱导击穿光谱的危险废物检测系统，所述系统包括计算机、数字延时脉冲发生器、光谱仪、激光器、位移工作台、高反射镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜，LIBS技术采用激光器作为等离子体光源，并通过对高温等离子体冷却过程中发射的特征光谱及光谱数据进行检测和处理，实现对物质的元素组成及其含量的分析。系统对激光诱导等离子体的形成原理和等离子体光谱辐射机制进行了深入的分析，搭建了一套LIBS检测实验系统平台。对LIBS实验参数进行选择和优化，建立了不同激光脉冲能量和样品垂直位移与C元素光谱强度的关系曲线，确定了最佳的激光脉冲能量和透镜距样品表面距离。

技术领域

本发明涉及危险废物检查系统的技术领域，尤其是一种基于激光诱导击穿光谱的危险废物检测系统，特别涉及其系统连接结构。

背景技术

危险废物是指具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性、感染性等一种或多种危险特性的废物，或可能对环境或人体健康造成有害影响的废物。其危险特性表现为短期的急性伤害和长期的潜在性危害。短期的急性伤害主要指急性中毒、火灾、爆炸等；长期的潜在性危害主要指慢性中毒、致癌、致突变、污染地面水或地下水等。

危险废物在自然条件下还有可能发生物理、化学、生物转化作用，对环境及生物体造成二次污染。

危险废物的有毒物质，如砷、汞、铅、铬、氰化物等。其中砷和氰化物是众所周知的致死率极高的有毒物质，小剂量即可致死，对人体器官组织危害极强。因此对危险废物的有毒物资进行检测就极为重要，以铅、砷、氰化物为例，目前危险废物常见检测方法有：化学方法、分光光度法、石墨炉原子吸收光谱法。

但以上检测流程其需要有复杂繁琐的实验流程和过长的分析时间，分析效率较低，无法整提供实时、快速的重金属运输分析数据，不够严谨、准确，在检测方面还有很大的发展空间。监测应尽量向方便快捷、安全精确的方向发展已经越来越不能满足危险废物处理工作的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光诱导击穿光谱的危险废物检测系统，，激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种新型的原子发射光谱分析技术，它使用高能量激光光源作用到分析材料表面形成高强度激光光斑(等离子体)，使样品激发而辐射光谱，并通过检测系统对光谱信号的采集和分析来确定待测样本的元素组成和含量。LIBS所具有的原位、在线、远程测量及多元素分析的技术优势，使其在危废重金属元素检测应用方面展现了突出的应用前景和研究价值。最终实现危险废物危害元素安全、快速、精确、方便的检测目的，克服了现有技术中存在的缺点和不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于激光诱导击穿光谱的危险废物检测系统，所述系统包括计算机、数字延时脉冲发生器、光谱仪、激光器、位移工作台、高反射镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜，其中，计算机的第一控制信号输出端与数字延时脉冲发生器的控制信号输入端连接，计算机的第二控制信号输出端与位移工作台的控制信号输入端连接，计算机的USB端口与光谱仪的控制输入端连接，数字延时脉冲发生器的第一脉冲信号控制端与光谱仪的电平触发端链接，数字延时脉冲发生器的第二脉冲信号控制端与激光器的调Q触发端连接，数字延时脉冲发生器的第三脉冲信号控制端与激光器的疝灯触发端连接，激光器的激光脉冲光路，上设有高反射镜，高反射镜的镜面与激光脉冲光路之间形成45度夹角，激光脉冲光路经高反射镜后折射后形成激光脉冲折射光路，激光脉冲光路与激光脉冲折射光路之间形成90度折射角，激光脉冲折射光路上设有第一聚焦透镜，激光脉冲折射光路经第一聚焦透镜后聚焦投射于位移工作台的检测工位上，光谱仪的光导纤维与上述检测工位之间设有第二聚焦透镜。

使用高能量的激光光源在危险废物表面形成高强度激光光斑(等离子体)，使样品激发而辐射光谱，通过检测系统采集包含元素特征信息的光谱信号，并通过对采集到的光谱数据进行分析和处理，实现对危险废物有限元素的定性和定量分析。