激光光谱诱导成分检测系统

摘要

本发明涉及一种新型激光光谱诱导检测系统，特别是涉及一种采用激光汇聚在钢水表面，通过针对所激发等离子体光谱进行分析，得到钢水成分的在线检测系统，属于激光检测技术领域。本发明涉及的激光光谱诱导在线钢水成分检测系统包括：凹面反射镜、凸面反射镜、窗口镜、套管、钢炉、计算机、检测点距离动态监测系统、反馈调节控制装置、激光光源、光束折转系统、中阶梯光栅光谱仪、积分延迟探测系统、激光光束质量调节系统等组成部分，能够实现对钢水包含的锰、镁、硫、碳等20余种成分的精确检测。本发明可以实现钢水成分的实时检测，降低冶炼成本，节约资源。

主权项

一种激光光谱诱导在线钢水成分检测系统，包括：凹面反射镜、凸面反射镜、窗口镜、套管、钢炉、计算机、检测点距离动态监测系统、反馈调节控制装置、激光光源、光束折转系统、中阶梯光栅光谱仪、积分延迟探测系统、激光光束质量调节系统，还能够将凹面反射镜和凸面反射镜构成的光学聚焦结构替换成透镜组；所述的凹面反射镜和凸面反射镜用来将诱导激励的激光束汇聚到被检测的钢水表面上；所述的窗口镜用来密封钢炉；所述的套管用来将钢炉中的激光束进行密封，并深入钢水表面；所述的钢炉是冶炼的钢炉，内部包含大量钢水；所述的计算机是金属冶炼过程中激光诱导光谱检测系统的控制和显示分析中心；所述的检测点距离动态监测系统，采用单频或双频激光干涉仪、激光测距仪，实时精确监测钢水液面到聚光镜的距离；所述的反馈调节控制装置，包括一个电动控制结构，用来补偿调整凹面反射镜和凸面反射镜的间距，保证诱导光束精确聚焦到检测点；所述的激光光源，用来产生诱导等离子体的激光光束，为YAG工作物质的激光光源或二氧化碳激光光源；所述的光束折转系统，由1至10个的反射镜构成，折转控制激光光束；所述的激光光束质量调节系统，为透镜组或由液晶光阀或微反射镜阵列构成，用来将激光束整形成所需的形状，实现高效率的激光诱导；所述的透镜组，由1至10个的透镜构成，用来替代凹面反射镜和凸面反射镜；所述的中阶梯光栅光谱仪，用来将采集到的光信号进行分光，实现光谱数据的捕捉；所述的积分延迟探测系统，用来处理采集到的光信号，得到定量的光谱数据信息；所述的光谱仪采用了中阶梯光栅光谱仪，中阶梯光栅光谱仪将入射光经棱镜进行横向色散，再经中阶梯光栅进行主方向色散，从而在像面上呈现二维重叠光谱，采用面阵探测器进行接收。