(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 202210944360.1 (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 南昌航空大 学 地址 330063 江西省南昌市丰和南大道696 号 (72)发明人 郝中骐　刘莉　刘乾　王伟　 于松源　邵政恒　何智权　岳英姿　 莫新丽　赵嘉惠　 (74)专利代理 机构 南昌市平凡知识产权代理事 务所 36122 专利代理师 张文杰 (51)Int.Cl. G01N 21/71(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种太阳光诱导激发光谱的检测装置及检 测方法 (57)摘要 一种太阳光诱导激发光谱的检测装置及检 测方法， 所述检测装置包括菲涅尔透镜、 聚焦透 镜、 斩波器、 光电传感器、 采集镜、 光纤、 光谱仪以 及计算机， 所述菲涅尔透镜下有所述聚焦透镜， 所述聚焦透镜后装有一斩波器， 所述斩波器上装 有所述光电传感器， 所述采集镜和所述光电传感 器间隔设置， 所述采集镜后连接所述光纤一端， 所述光纤另一端连接所述光谱仪， 所述光谱仪连 接计算机。 本发明采用太阳光作为激发源， 实现 对待测物体的等离子体激发， 利用等离子体光谱 对待测物体种类及元素成分进行分析， 有利于实 现一种低成本和低能耗的成分检测装置， 有利于 在野外进行检测。 此外， 本发明还提供一种所述 检测装置的检测方法。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115219482 A 2022.10.21 CN 115219482 A 1.一种太阳光诱导激发光谱的检测装置， 其特征在于， 包括菲涅尔透镜、 聚焦透镜、 斩 波器、 光电传感器、 采集镜、 光纤、 光谱仪以及计算机， 所述菲涅尔透镜下有所述聚焦透镜， 所述聚焦透镜后装有一斩波器， 所述斩波器上装有所述光电传感器， 所述采集镜和所述光 电传感器间隔设置， 所述采集镜后连接所述光纤一端， 所述光纤另一端 连接所述光谱仪， 所 述光谱仪连接计算机 。 2.如权利要求1所述的太阳光诱导激发光谱的检测装置， 其特征在于： 所述菲涅尔透镜 与所述聚焦透 镜处于同轴放置， 所述聚焦透 镜置于所述菲涅尔透 镜的焦平面。 3.如权利要求2所述的太阳光诱导激发光谱的检测装置， 其特征在于： 所述斩波器为 圆 盘状， 上有多个圆孔呈环形分布。 4.如权利要求3所述的太阳光诱导激发光谱的检测装置， 其特征在于： 所述光电传感器 与光谱仪连接， 所述光电传感器用于检测所述斩波器对太阳光的通断， 并生 成触发信号， 触 发信号用于控制所述 光谱仪工作。 5.如权利要求4所述的太阳光诱导激发光谱的检测装置， 其特征在于： 太阳光经所述菲 涅尔透镜会聚后照射在所述聚焦透镜上， 经所述聚焦透镜进一步会聚， 后通过所述斩波器 的圆孔， 会聚的太阳光聚焦 在检测物品表面。 6.如权利要求5所述的太阳光诱导激发光谱的检测装置， 其特征在于： 所述采集镜一端 的焦点对准太阳光在检测物品表面的烧蚀点， 所述采集镜另一端的焦点对准所述光纤端 面。 7.一种采用如权利要求1 ‑6中任一项所述检测装置的检测方法， 其特征在于： 太阳光照 射在菲涅尔透镜上， 经菲涅尔透镜会聚后， 再通过聚焦透镜， 之后通过斩波器上的圆孔， 经 会聚后的太阳光聚焦在被测物品表面， 在太阳光聚焦区域产生的高温作用下物体表面被烧 蚀而激发形成等离 子体； 斩波器转动过程中， 对太阳光进行斩断或导通， 斩波器上安装有光电传感器， 光电传感 器利用斩波器转动过程中对光的反射和透射作用检测斩波器的转动周期， 并生成触发信 号， 该信号对光谱仪进 行触发， 当有光透过斩波器聚焦在待测物体表面时， 光谱仪开始采集 工作； 采集镜对准太阳光在待测物品表面烧蚀区上的等离子体， 等离子体发光进入采集镜， 经由连接在 采集镜上的光纤传输至光谱仪， 光谱仪对等离子体光进 行分光， 形成光谱， 光谱 信号传输至计算机， 计算机利用采集的光谱信号对待测物体中所含元素种类和含量进 行分 析。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115219482 A 2一种太阳光诱导激发光谱的检测装 置及检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及发射光谱检测技术领域， 具体涉及一种太阳光诱导激发光谱的检测装 置及检测方法。 [0002] 背景技术 [0003]光谱检测技术是根据物质的光谱来鉴别物质或确定它的化学组成的方法， 已经成 为人们生成和 生活中必不可少的检测手段。 其中， 以激光作为光谱激发源的光谱分析技术 以其快速、 非接触、 高灵敏、 制样简单等特 征得到广泛研究和应用。 [0004]激光诱导击穿光谱技术是以激光为激发源的等离子体发射光谱分析技术， 其具有 快速、 远程、 无制样、 实时、 原位检测等优势， 但其使用的高能量脉冲激光器价格昂贵， 能耗 高， 在野外使用不便 。 [0005] 发明内容 [0006]基于此， 为克服现有激光光谱技术使用激光器价格昂贵和能耗高的不足， 本发明 提供一种太阳光诱导激发光谱的检测装置及检测方法， 目的在于解决激光光谱分析设备成 本高和能耗高的问题， 提供一种低成本和低能耗的光谱检测装置及检测方法。 [0007]第一方面， 本 发明提供一种太阳光诱导激发光谱的检测装置， 包括菲涅尔透镜、 聚 焦透镜、 斩波器、 光电传感器、 采集镜、 光纤、 光谱仪以及计算机， 所述菲涅尔透镜下有所述 聚焦透镜， 所述聚焦透镜后装有一斩波器， 所述斩波器上装有 所述光电传感器， 所述采集镜 和所述光电传感器间隔设置， 所述采集镜后连接所述光纤一端， 所述光纤另一端连接所述 光谱仪， 所述 光谱仪连接计算机 。 [0008]进一步的， 所述菲涅尔透镜与所述聚焦透镜处于同轴放置， 所述聚焦透镜置于所 述菲涅尔透 镜的焦平面。 [0009]进一步的， 所述斩波器为圆盘 状， 上有多个圆孔呈环形分布。 [0010]进一步的， 所述光电传感器与光谱仪连接， 所述光电传感器用于检测所述斩波器 对太阳光的通断， 并生成触发信号， 触发信号用于控制所述 光谱仪工作。 [0011]进一步的， 太阳光经所述菲涅尔透镜会聚后照射在所述聚焦透镜上， 经所述聚焦 透镜进一步会聚， 后通过 所述斩波器的圆孔， 会聚的太阳光聚焦 在检测物品表面。 [0012]进一步的， 所述采集镜一端的焦点对准太阳光在检测物品表面的烧蚀点， 所述采 集镜另一端的焦点对准所述 光纤端面。 [0013]第二方面， 本发明还提供一种采用如上中任一项所述检测装置 的检测方法， 太阳 光照射在菲涅尔透镜上， 经菲涅尔透镜会聚后， 再通过聚焦透镜， 之后通过斩波器上的圆 孔， 经会聚后的太阳光聚焦在被测物品表面， 在太阳光聚焦区域产生的高温作用下物体表 面被烧蚀而激发形成等离 子体；说　明　书 1/4 页 3 CN 115219482 A 3