[发明专利]光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备及检测方法

权利要求书

1.一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备，其特征在于，包括：

系统控制处理模块(1)，其包括光纤激光器(11)、光谱探测器(12)；

全光纤光电组合系统(2)，其包括入射光纤模块(21)、光电组合高能量激发模块(22)、设于光电组合高能量激发模块(22)下方的样品台(24)以及探测光纤模块(23)；

其中，所述光纤激光器(11)与入射光纤模块(21)耦合并产生入射光源，所述入射光源与光电组合高能量激发模块(22)同步启动对样品台(24)处的样品进行激发，再通过探测光纤模块(23)将光信号汇集至光谱探测器(12)。

2.根据权利要求1所述的一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备，其特征在于，所述入射光源是由单点单色光源转变而成的面域单色光源。

3.根据权利要求1所述的一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备，其特征在于，所述样品台(24)为三维转台，其运动轨迹为：沿所述三维转台轴线方向来回移动，同时，以该轴线为中心线发生周向转动。

4.根据权利要求1所述的一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备，其特征在于，所述入射光纤模块(21)包括入射光纤模块本体、第一光纤跳线(211)和第一多模光纤束(212)；其中，所述入射光纤模块本体通过第一光纤跳线(211)与光纤激光器(11)耦合，所述第一多模光纤束(212)的输出端连接至光电组合高能量激发模块(22)的光纤入射端口。

5.根据权利要求1所述的一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备，其特征在于，所述探测光纤模块(23)包括探测光纤模块本体、第二光纤跳线(231)和第二多模光纤束(232)；其中，所述探测光纤模块本体通过第二光纤跳线(231)与光谱探测器(12)耦合，所述第二多模光纤束(232)的输入端连接至光电组合高能量激发模块(22)的光纤入射端口。

6.根据权利要求1所述的一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备，其特征在于，所述系统控制处理模块(1)还包括尖端放电组件(13)，所述尖端放电组件(13)包括两个相平行的金属尖端，两金属尖端之间的电压差为4-6KV；两金属尖端均连接至光电组合高能量激发模块(22)的尖端放电端口。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立土壤基体类别数据库，所述土壤基体类别数据库中包含待测的各种元素的特征光谱分布数据；

S2、将待测样品压片后放置于样品台上，通过入射光纤模块和光电组合高能量激发模块共同辐射样品台，再通过探测光纤模块将样品台处产生的光信号传输至光谱探测器，得到不同光波段的光谱分布；

S3、将S2获取的光谱分布数据与S1中的特征光谱分布数据通过叠加效应结合，以获得样品中重金属元素的种类数据以及样品所属土壤基体类别；

S4、根据样品所属土壤基体类别，针对性地分析S2中各个光波段的光谱分布数据，得到各重金属元素的光谱幅值，通过光谱区域积分分析法获得各重金属元素的含量数据；

S5、显示各重金属元素的种类数据和含量数据。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，S1具体包括以下步骤：

S11、获取全国不同地区的代表性土壤基体，制成标准土壤样片；

S12、通过国际标准ICP-OES法获取标准土壤样片中主要元素含量占比；所述主要元素包括Si、Al、Fe、Ca；

S13、通过所述主要元素占比关系划分得到包含不同类别土壤基体类别的土壤基体类别数据库。