(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221195895.5 (22)申请日 2022.05.18 (73)专利权人 合肥中科环境 监测技术国家工程 实验室有限公司 地址 230088 安徽省合肥市蜀山区经济开 发区湖光路自主创新产业基地三期 (南区)A楼1907、 1908室 (72)发明人 秦飞虎　刘洋　王磊　姚康　连锋　 盛训超　汤咏　章国灿　刘刚　 赵淑章　 (74)专利代理 机构 合肥天明专利事务所(普通 合伙) 34115 专利代理师 金凯 (51)Int.Cl. G01N 21/73(2006.01)G01N 21/01(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 光电组合高能量激发土壤重金属原位检测 设备 (57)摘要 本实用新型公开了一种光电组合高能量激 发土壤重金属原位检测设备， 包括： 系统控制处 理模块， 其包括光纤激光器、 光谱探测器； 全光纤 光电组合系统， 其包括入射光纤模块、 光电组合 高能量激发模块、 设于光电组合高能量激发模块 下方的样品台以及探测光纤模块； 其中， 所述光 纤激光器与入射光纤模块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同步 启动对样品台处的样品进行激发， 再通过探测光 纤模块将光信号汇集至光谱探测器 。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 217786909 U 2022.11.11 CN 217786909 U 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(1 1)、 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(2 2)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(2 4)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(2 2)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(2 2)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(2 2)的尖端放电端口。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217786909 U 2光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设 备 技术领域 [0001]本实用新型涉及土壤重金属现场检测技术领域， 具体是一种光电组合高能量激发 土壤重金属原位检测设备。 背景技术 [0002]当前我国土壤重金属、 有机污染物污染日益严重， 对土壤污染进行有效的监管与 治理已成为 我国环境保护工作的重要内容。 在长三角区域内土壤污染形势尤为严峻， 且有 随着经济发展， 日益恶化的趋势。 工业发达城市土壤污染现象突出， 给农业生产、 人居环境 带来严重威胁。 根据重金属在土壤中毒性的大小， 关注较多的污染元素主要包括铜、 铅、 铬、 汞、 镍、 镉等。 重金属污染物随着污水灌溉、 矿业活动、 工业废渣的不当堆置等不当的人类活 动累积至土壤、 河流湖泊甚至地下水中， 严重影响土壤、 水体质量。 土壤重金属被植物、 动物 吸收富集， 通过食物 链聚积至人体内部后， 将会严重破坏人的身体健康。 [0003]目前我国土壤重金属的检测仍采用现场取样 ‑离线分析的方式， 在实验室经复杂 的消解过程之后， 再利用火焰原子吸收/发射光谱法、 电感耦合等离子体质谱法进行检测， 检测速度慢， 耗时费力， 在监测过程中易发生二次污染， 难以满足我国土壤质量普查、 场地 修复过程检测、 精准农业实施等需求。 [0004]目前能够用于土壤重金属现场检测的技术主要有激光诱导击穿光谱(LIBS)分析 和X射线荧光(XRF)分析技术， 其中LIBS技术能够直接检测土壤中绝大多 数元素， 包括碳、 磷 等非金属元素及镉、 铬、 铅、 铜等重金属元素， 具有无需样品预处理、 操作简便、 检测 速度快 等优势。 但是上述两种方法在应用中都存在一定的问题。 例如， XRF的分析速度比较高， 同时 可用于固体、 粉末、 液体等不同形态样品的化学元素分析中。 但是X射线对人有辐射作用， 对 原子序数较轻的测定不敏感， 在常规分析中的检测灵敏度不如原子发射光谱法高。 另外， LIBS分析技术存在低重复性和低探测精度等问题， 限制了该技术的发展， 增大了推动该技 术实际应用的难度。 针对不同的待测样品， 系统中的激光能量密度是不同的， 对激光器的性 能要求极高。 实用新型内容 [0005]有鉴于此， 本实用新型提供一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测 设备， 以解决上述背景技术中提出 的问题， 提高了等离子激发效率和稳定性， 降低了检测系统的 体积和光源高性能要求， 消除了 土壤样品非均一 性， 提高了整体探测系统信噪比。 [0006]为实现上述目的， 本实用新型提供如下技 术方案： [0007]一种光电组合高能量激发土壤重金属原位检测设备， 包括： [0008]系统控制处 理模块， 其包括 光纤激光器、 光谱探测器； [0009]全光纤光电组合系统， 其包括入射光纤模块、 光电组合高能量激发模块、 设于光电 组合高能量激发模块下 方的样品台以及探测光纤模块； [0010]其中， 所述光纤激光器与入射光纤模块耦合并产生入射光源， 所述入射光源与光说　明　书 1/4 页 3 CN 217786909 U 3