一种使用激光方法检测固体物料颗粒流成分的测量室的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及固体物料颗粒流成分检测和激光光谱测量技术领域，更具体的说是涉及到，将激光诱导击穿光谱技术(LIBS)应用到固体物料颗粒流成分的在线测量系统中，通过测量室用于获得流态稳定、不沾污镜片的颗粒流。
【背景技术】
[0002]激光诱导击穿光谱技术(Laser-1nducedBreakdown Spectroscopy，简称LIBS)，是近年逐步发展起来的一种潜在的工业过程在线测量技术，被尝试应用于各种工业过程的质量控制或状态诊断。在实际的工业生产过程中，气力输送是固体物料的主要输送方式，因此管道内是风和粉的混合物一一气固两相。为了实现真正将LIBS技术应用于工业生产过程的在线检测，需要对气固两相颗粒流进行直接检测，可大大增加检测系统的可靠性。同时为了不影响正常的生产过程，可通过负压连续取样装置将样品从输送管道中取出，将气固两相颗粒流输送到经特殊设计的测量室进行检测，然后再返回输送管道。将脉冲激光聚焦击打颗粒流，通过光谱分析仪得到光谱数据，再通过处理分析获取各元素组分含量信息。颗粒流在从传输管道进入测量室时由于流道空间的变化会有一个扩散过程，使得激光焦点位置处的颗粒浓度降低，影响颗粒流的激发效率和测量精度。同时颗粒的扩散过程会被吸附在光学镜片上，包括激光聚焦镜片、光谱采集窗口和观察窗口，影响颗粒流的激发和光谱采集效率，甚至颗粒在聚焦镜片表面激发，从而导致聚焦镜片的损伤，降低使用寿命。颗粒流本身的特性与LIBS检测技术特点之间的矛盾对测量室的设计提出了特殊的要求:1、尽可能使测量室中的颗粒流稳定且集中在轴心区域;2、保证各个窗口的镜片免受颗粒沾污;3、保证激光与颗粒流作用后有足够的收光角度，提高收光效率。
【实用新型内容】
[0003]针对激光诱导击穿光谱技术直接应用于颗粒流检测的特殊性，本实用新型提供一种用于保证从输粉管道中取出的用于被激光检测的颗粒流稳定性较好、各窗口的镜片不被沾污、同时有足够大的收光面积的测量室。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种使用激光方法检测固体物料颗粒流成分的测量室，包括测量室主体，所述测量室主体内包括水平贯穿设置的观察通道、竖直贯穿设置且与观察通道垂直相交的落料通道、两条位于同一水平面上且对称地相交于落料通道轴线的收光通道、垂直落料通道且位于两条收光通道的夹角平分线上的激光通道，所述观察通道、收光通道、激光通道的轴线均位于同一水平面上，所述激光通道的出口设置有聚焦装置，所述收光通道的出口设置有收光探头，所述观察通道的两端设置有观察窗口，所述落料通道的上端设置有倒圆锥形下料口装置，下端设置有出料口，所述下料口装置四周均匀布置若干沿倒圆锥形母线方向倾斜聚拢的导流口，所述导流口连接压缩空气相连形成约束性气流，保证颗粒能稳定、集中下料。
[0006]进一步地，所述聚焦装置的镜片位置可前后微调，保证激光聚焦后的焦点在预设位置。
[0007]进一步地，所述收光探头的位置可左右微调，保证光纤探头对准等离子体区域，最大可能获取等离子体光谱信号。
[0008]进一步地，所述两条收光通道的夹角为50-60度，采用两侧小角度收光，保证有足够的收光面积，提高等离子体的有效激发和光谱数据的有效采集。
[0009]进一步地，所述测量室主体内还设置有用于对聚焦装置、收光探头、观察窗口的镜片形成镜片保护气帘的吹扫孔，有效保证聚焦镜片的安全和收光镜片的光谱信号透过率，同时使观察窗口保持在洁净状态。
[0010]本实用新型的特点及效果如下:
[0011 ] I)颗粒流下料口处增加约束性气体之后，颗粒流在锥形气流作用下稳定集中下料；
[0012]2)在镜片物料侧通入保护气体之后，聚焦镜片、收光镜头以及观察镜片表面免于颗粒沾污的影响，有效保证聚焦镜片的安全和收光镜片的光谱信号透过率，同时使观察窗口保持在洁净状态。
[0013]3)采用两侧小角度收光以及收光和聚焦装置可微调，保证有足够的收光面积，提高等离子体的有效激发和光谱数据的有效采集。
【附图说明】
[0014]图1是测量室正视剖面图。
[0015]图2是测量室俯视剖面图。
[0016]其中:1、测量室主体，2、下料口装置，3、聚焦装置，4、收光探头，5、观察窗口，6、出料口。
【具体实施方式】
[0017]为更好理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，但是本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
[0018]如图1和图2所示，一种使用激光方法检测固体物料颗粒流成分的测量室，包括测量室主体I，所述测量室主体I内包括水平贯穿设置的观察通道、竖直贯穿设置且与观察通道垂直相交的落料通道、两条位于同一水平面上且对称地相交于落料通道轴线的收光通道、垂直落料通道且位于两条收光通道的夹角平分线上的激光通道，所述观察通道、收光通道、激光通道的轴线均位于同一水平面上，所述激光通道的出口设置有聚焦装置3，所述收光通道的出口设置有收光探头4，所述观察通道的两端设置有观察窗口 5，所述落料通道的上端设置有倒圆锥形下料口装置2，下端设置有出料口 6，所述下料口装置2四周均匀布置若干沿倒圆锥形母线方向倾斜聚拢的导流口，所述导流口连接压缩空气相连形成约束性气流，保证颗粒能稳定、集中下料。
[0019]所述聚焦装置3的镜片位置可前后微调，保证激光聚焦后的焦点在预设位置;所述收光探头4的位置可左右微调，保证光纤探头对准等离子体区域，最大可能获取等离子体光谱信号。聚焦点位置的变化，可通过微调聚焦镜片的前后位置使其达到指定位置，收光探头方向可微调，以保证探头收光方向对准整个等离子体