(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221082154 4.9 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 国能南京煤炭质量 监督检验有限公 司 地址 210000 江苏省南京市江北新区浦东 路10号 申请人 南京理工大 学 (72)发明人 李盛冬　李祥　许斐　茌方　李燕　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 钟昕宇 (51)Int.Cl. G01N 21/71(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/15(2006.01)G01N 1/28(2006.01) (54)发明名称 一种LIBS光谱分析的样品仓及其使用方法 (57)摘要 本发明专利提供一种LIBS光谱分析的样品 仓及其使用方法， 限位仓， 包括内置高精度位移 平台及煤样承 载平台， 承 载台还设计了激光到样 品表面作用距离固定的样品固定装置， 以保证入 射到样品表面激光能量的一致性， 同时， 设置了 惰性气体传输装置， 包括循环气路和吹扫气路， 检测过程中向样品室中通入惰性气体并使之循 环， 以解决激发出的紫外波 段的光谱被空气中的 氧气、 水蒸气等物质吸收而无法传播的问题， 提 高检测结果的准确度， 在测试结束后， 还可通入 惰性气体对样品仓进行吹扫， 吹扫时样品仓内外 连通， 以清理测试过程中溅射出来的煤粉， 保持 样品仓的清洁。 本发明的样品仓使样品的检测在 一个独立的空间中进行， 有效降低了外部环境对 于检测结果的影响。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115015223 A 2022.09.06 CN 115015223 A 1.一种LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 包括可开启的密闭样品仓室、 光谱采集装 置、 激光发射装置、 设置在所述样品仓室内的样品固定装置和设置在所述样品仓室底部的 位移平台； 所述样品固定装置包括承载台和设置在所述承载台上的样品限位装置； 所述样品限位装置能够将样品以固定角度固定； 所述激光发射装置用于向样品发射激 光； 所述光谱采集装置用于采集样品被激光照射后激发的光谱； 所述位移平台上方连接所述承载台， 用于移动所述承载台的位置 。 2.根据权利要求1所述的LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 所述位移平台为旋转位 移台， 包括可在X轴移动的丝杆式微型步进滑台和位于X轴位移 平台上的R轴旋转平台。 3.根据权利要求1所述的LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 所述样品仓还包括惰性 气体传输装置， 所述惰性气体传输装置包括能够与气源连接的循环吹扫电磁阀， 分别连接 电磁阀两个接口 的循环气路和吹扫气路； 所述循环吹扫电磁阀用于通过气路选择切换循环气路和吹扫气路； 所述循环气路用于带动惰性气体在样品仓内定向循环流动； 所述吹扫气路用于将样品仓 内外连通， 利用惰性气体的快速流动将残留在测试样品仓 内的煤粉吹扫干净。 4.根据权利要求1所述的LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 所述样品限位装置包括 限位环、 样品架以及设置在所述样品架和承载台之间的支撑弹簧； 所述样品架用于放置样 品； 所述支撑弹簧能够推动所述样品架向所述限位环的方向运动， 从而将样品抵 固在样品 台上， 使得样品上表面紧贴限位环。 5.根据权利要求4所述的LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 所述支撑弹簧有多根， 且各个弹簧之间互相平衡。 6.根据权利要求1所述的LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 所述激光发射装置包括 沿激光光路布置的激光器、 半反半透 镜、 零级半波片和聚焦透 镜； 所述聚焦透 镜设置在所述样品仓室内， 其镜 头向所述样品固定装置的方向； 所述光谱采集装置包括耦合透镜和光谱采集仪； 所述耦合透镜和光谱采集仪之间通过 传输光纤连接； 所述耦合透镜设置在所述样品仓室内， 用于收集样品被激光照射后激发的光谱 并通过 传输光纤传输给光谱 采集仪。 7.根据权利要求6所述的LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 所述聚焦透镜采用石英 聚焦透镜； 所述样品仓室的壳体材料采用不锈钢、 聚四氟乙烯、 环氧树脂板、 铝合金中的任意一 种； 所述样品限位装置的材 料为不锈钢或铝合金； 所述承载台材 料为不锈钢。 8.根据权利要求1所述的LIBS光谱分析的样品仓， 其特征在于， 所述位移平台可采取手 动驱动， 也可采用电机驱动； 所述位移平台的控制线路集成在设置于样品仓室外部的插口 内。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115015223 A 29.一种LIBS光谱分析的样品仓的使用方法， 其特征在于， 基于权利 要求1‑8任一项所述 的样品仓， 包括以下步骤： 将样品的一侧打磨平整； 将样品放置 于承载台上， 使打磨过的平整面朝上， 用样品限位装置固定； 通过位移 平台调整承载台至最佳高度； 测试时， 启动激光发射装置， 激光经聚焦后汇聚到样品上， 使样品等离 子体化； 等离子体信号经光谱采集装置采集获得等离子体的光谱， 经过后 续计算得到样品的组 成和含量。 10.根据权利要求9所述的LIBS光谱分析的样品仓的使用方法， 其特征在于， 所述样品 仓包括循环气路和吹扫气路， 所述方法还 包括： 若需分析特征谱线位于紫外波段的元素， 开启惰性气体循环气路； 在测试时， 驱动惰性 气体在样品仓内定向循环流动， 形成循环气路； 测试结束后， 开启吹扫气路， 打开样品仓的仓门， 将样品仓内外连通， 利用惰性气体的 快速流动将残留在测试样品仓内的煤粉吹扫干净。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115015223 A 3