Libs激光誘導(dǎo)擊穿系統(tǒng)是一種基于原子發(fā)射光譜的分析技術(shù)。
基本原理
- 激光燒蝕:使用高功率脈沖激光器,將激光束聚焦到樣品表面。激光能量密度較高,使樣品表面物質(zhì)瞬間加熱至高溫,迅速汽化、電離,形成由電子、離子和中性原子組成的等離子體。
- 等離子體發(fā)射:等離子體冷卻時(shí),其中的電子和離子重新結(jié)合,原子從激發(fā)態(tài)躍遷到低能態(tài)并釋放光子,形成特定波長的光,即特征發(fā)射線,每種元素都有發(fā)射譜線,可作為該元素的“指紋”。
- 光譜收集與分析:利用光譜儀收集等離子體發(fā)出的光,光譜儀將光分散成不同波長的光譜并記錄。通過分析光譜,可確定樣品中存在的元素及其相對(duì)含量.
- 定量分析:將樣品光譜中的特征發(fā)射線強(qiáng)度與已知標(biāo)準(zhǔn)或校準(zhǔn)曲線比較,實(shí)現(xiàn)對(duì)元素的定量分析,但這一過程需復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和校準(zhǔn),以補(bǔ)償矩陣效應(yīng)、燒蝕效率變化等影響結(jié)果準(zhǔn)確性的因素。
技術(shù)特點(diǎn)
- 快速分析:能在幾秒內(nèi)得出分析結(jié)果,適用于需要快速檢測的場景,如工業(yè)生產(chǎn)中的在線監(jiān)測。
- 樣品制備簡單:對(duì)于固體樣品,通常無需復(fù)雜的前處理,可直接檢測,能節(jié)省大量時(shí)間和人力成本。
- 多元素同時(shí)檢測:可一次性檢測多種元素,提高分析效率,有助于全面了解樣品的元素組成。
- 非接觸式測量:激光可從遠(yuǎn)處照射樣品,適用于難以接近或危險(xiǎn)環(huán)境中的樣品分析,如高溫、高壓、強(qiáng)輻射等環(huán)境下的檢測。
- 原位分析能力:可在不破壞樣品原始狀態(tài)和位置的情況下進(jìn)行分析,有利于對(duì)樣品的原位監(jiān)測和研究。
- 對(duì)樣品損傷?。阂话阒幌奈⒘繕悠?,且不會(huì)對(duì)樣品造成大面積破壞,對(duì)珍貴、稀有或難以獲取的樣品分析具有重要意義。
應(yīng)用領(lǐng)域
- 材料科學(xué):可用于金屬、合金、陶瓷、復(fù)合材料等材料的成分分析、質(zhì)量控制、缺陷檢測等。如在鋼鐵行業(yè)中,快速檢測鋼中的碳、硅、錳、磷、硫等元素含量,確保鋼材質(zhì)量。
- 環(huán)境監(jiān)測:可檢測土壤、水體、大氣中的重金屬污染、有機(jī)物污染等。如直接測量大氣中的氣溶膠,監(jiān)測其中的鉛、汞等重金屬元素含量;分析土壤中的重金屬元素分布,評(píng)估土壤污染狀況。
- 地質(zhì)礦產(chǎn):對(duì)礦石、巖石等地質(zhì)樣品進(jìn)行元素分析,輔助地質(zhì)勘探、礦產(chǎn)資源評(píng)估等工作。如檢測礦石中的金、銀、銅、鐵等元素含量,確定礦石品位和開采價(jià)值。
- 能源領(lǐng)域:用于煤炭、石油、天然氣等能源物質(zhì)的分析,以及新能源材料的研究。如分析煤炭中的硫、灰分等成分,為煤炭的清潔利用提供依據(jù);研究鋰離子電池電極材料中的元素分布,優(yōu)化電池性能。
- 生物醫(yī)學(xué):在生物組織、細(xì)胞等樣品的元素分析方面有一定應(yīng)用潛力,如檢測生物體內(nèi)的微量元素含量,研究元素在生物體內(nèi)的分布和代謝規(guī)律。
- 文物考古:可對(duì)文物的材質(zhì)、年代、產(chǎn)地等進(jìn)行分析鑒定,為文物保護(hù)和研究提供科學(xué)依據(jù)。如分析古代陶瓷中的元素組成,判斷其燒制工藝和產(chǎn)地。
- 司法物證鑒定:可用于檢測現(xiàn)場的物證,如血跡、毛發(fā)、纖維等中的元素成分,為案件偵破提供線索。
產(chǎn)品說明
Libs激光誘導(dǎo)擊穿系統(tǒng)是一種原子發(fā)射光譜儀??梢詫?duì)固相、液相和氣相基體中幾乎所有元素進(jìn)行定性和定量的分析。不同于傳統(tǒng)的檢測方法如ICP-OES或者XRF,LIBS在檢測過程中無需進(jìn)行復(fù)雜的樣品制備。為了達(dá)到這個(gè)目的,LIBS采用高能量聚焦脈沖激光光束將樣品激發(fā)至等離子態(tài),對(duì)產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)元素發(fā)射譜進(jìn)行分析。元素發(fā)射譜的波長與元素的種類直接相關(guān),而元素譜線的強(qiáng)度則和元素的含量相關(guān)。
激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)系統(tǒng)在進(jìn)行元素分析的時(shí)候,需要樣品量極少,對(duì)樣品的破壞性?。痪哂凶郧鍧嵞芰?,幾乎不需要樣品制備;可以實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)在線分析;具有遙測能力,可實(shí)現(xiàn)有毒、強(qiáng)輻射等惡劣環(huán)境中的遠(yuǎn)距離、非接觸性測量;具有ppm量級(jí)探測靈敏度,可對(duì)痕量元素進(jìn)行探測。
海洋光學(xué)的客戶使用MX2500+光譜儀組合樣品倉,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)進(jìn)行土壤和農(nóng)作物中重金屬成分進(jìn)行研究,結(jié)合對(duì)應(yīng)重金屬元素的濃度標(biāo)定,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)元素在土壤和農(nóng)作物中的含量測量。由于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)無需樣品制備的特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)快速測量,因此研究結(jié)果對(duì)未來的土地污染防治,農(nóng)作物生產(chǎn)方面起到很大的指導(dǎo)意義。
多通道應(yīng)用:
產(chǎn)品參數(shù)
| 系統(tǒng)性能參數(shù) | |
| 可測元素 | 原子序數(shù)Z≥1 |
| 濃度范圍 | ≥10ppm,取決于元素種類 |
| 樣品性狀 | 固體或壓片粉末 |
| 樣品尺寸 | 30*30*20mm(x*y*z) |
| 樣品重量 | 2kg |
| 平移臺(tái)行程范圍 | 50*50*20mm(x*y*z) |
| 光斑尺寸 | ≤200μm@1064nm 可選透鏡 |
| 激光器波長 | Nd:YAG 1064nm/532nm/266nm 可選 |
| 激光器能量 | 50mJ/200mJ可選 |
| 光纖 | 抗紫外光纖 |
| 成像 | 同軸成像,帶樣品照明 |
| 軟件 | 控制硬件設(shè)備,獲取數(shù)據(jù) |
| 支持二次開發(fā),動(dòng)態(tài)鏈接庫 | |
| 光譜處理算法,熒光背景扣除 | |
| 光譜儀參數(shù) | |
| 波長范圍 | 180nm-1100nm內(nèi)可選 |
| 通道數(shù) | 1~8通道 |
| 光學(xué)分辨率 | 0.1nm(FWHM) |
| 探測器 | 線陣CCD/面陣CCD可選 |
| 積分時(shí)間 | 1ms~65s |
| 觸發(fā)延遲 | ±450μs |
| 觸發(fā)抖動(dòng) | ±10ns |
| 尺寸重量 | |
| MX2500+尺寸(8通道) | 460mm*150mm*165mm |
| MX2500+重量(8通道) | 7kg |
| 樣品倉尺寸 | 450mm*410mm*460mm |
| 樣品倉重量 | 30kg |
| 激光驅(qū)動(dòng)器尺寸 | 360mm*133mm*435mm |
| 激光驅(qū)動(dòng)器重量 | 14kg |


























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