[发明专利]一种检测稻谷中重金属元素含量的装置

说明书

本发明提供了一种检测稻谷中重金属元素含量的装置，包括激光器、分束单元、反射镜组、光纤探头、光谱仪、控制箱；激光器与控制箱信号连接，分束单元设置于激光器发射的激光光路上，反射镜组设置于分束单元后的第一光路上用于将激光聚焦于待测稻谷饼中，光纤探头用于接收待测稻谷饼由激光照射激发出原子光谱辐射的信号光，光谱仪与光纤探头信号连接，光谱仪还与控制箱信号连接。本装置能够实现制样与检测一体化的快速检测。

技术领域

本发明涉及一种光谱分析技术，特别是一种检测稻谷中重金属元素含量的装置。

背景技术

稻谷作为我国的主要粮食作物，具有极高的营养价值。近年来，随着人类的工业发展，土壤和水体重金属污染增多，导致稻谷中重金属的积累从而影响人体的健康。激光诱导击穿光谱技术又是一种无需借助化学药剂便可同时对多种元素进行快速分析的绿色分析方法，通过高能短脉冲激光束聚焦于样品表面或其内部获得等离子体，等离子在向低能级或基态跃迁的过程中激发出元素的特征谱线，通过对谱线进行分析获得元素的种类和含量等信息。

常规检测稻米等农产品重金属元素的方法主要有电化学X射线荧光光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、电感耦合等离子光谱法等。这些方法虽然检测精度高，但是对环境造成污染且制样复杂，无法满足快速、绿色的检测要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测稻谷中重金属元素含量的装置，该装置基于激光诱导击穿光谱技术，实现制样与检测一体化的快速检测。

实现本发明目的的技术方案为：一种检测稻谷中重金属元素含量的装置，包括激光器、分束单元、反射镜组、光纤探头、光谱仪、控制箱；激光器与控制箱信号连接，分束单元设置于激光器发射的激光光路上，反射镜组设置于分束单元后的第一光路上用于将激光聚焦于待测稻谷饼中，光纤探头用于接收待测稻谷饼由激光照射激发出原子光谱辐射的信号光，光谱仪与光纤探头信号连接，光谱仪还与控制箱信号连接。

采用上述装置，反射镜组包括第一球面镜和第二球面镜；第一球面镜设置于分束单元后的光路上，第二球面镜设置于第一球面镜后的光路上，待测稻谷饼发出的信号光没有色差的穿过反射镜组后被分束单元折射至光纤探头。

采用上述装置，分束单元和光纤探头之间设置离轴抛物面镜。

采用上述装置，激光器和分束单元之间的管路上设置负透镜。

采用上述装置，待测稻谷饼通过压片机制得，压片机包括下压磨和上压膜；下压磨上端面设置圆柱形凹槽，待测稻谷放置于凹槽内，上压膜设置于凹槽匹配的圆柱形压板和伸缩轴，压板固定于伸缩轴的下端面，伸缩轴与控制箱信号连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)信号光的激发光路结构紧凑，集成便携式激光诱导击穿光谱仪，体积小，方便携带，并且可现场对稻谷进行制样，实现稻谷的实时在线检测；(2)在收集存在一定带宽的信号光光谱信息时，反射式的激发光光路不会产生色差，且增大了光谱接收面积，从而极大程度上提高了光谱收集效率；(3)反射式光路利用两个球面镜，增大了聚焦于样品的数值孔径，从而减小了焦斑，增大了能量密度，更容易激发局部的激光等离子体，降低了对激光器的功率要求，提高了安全性并降低了成本。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本发明的一种检测稻谷中重金属元素含量的装置结构图。

图2是本发明的另一种检测稻谷中重金属元素含量的装置结构图。

具体实施方式