LIBS定量分析中降低基体效应的方法

介绍了激光诱导击穿光谱技术(LIBS)定量分析的原理,在此基础上研究了LIBS定量分析中降低基体效应的方法.基体效应的形成原因尚不明确,但基体效应对LIBS定量分析所产生的影响是不容忽视的.将LIBS定量分析中基体效应校正方法分为2类:一类是基于定标曲线结合改进线性回归方程的基体校正方法,另一类是结合神经网络的基体效应校正方法.通过实验分别对其2种方法进行了阐述.     

AlCl3水溶液的激光诱导击穿光谱特性研究

利用自建的液相射流单脉冲激光诱导击穿光谱(LIBS)实验装置,系统地研究了激光能量、ICCD探测延时和ICCD门宽等实验参数对AlCl_3水溶液LIBS特性的影响,确定了将LIBS用于AlCl_3水溶液中Al元素定量分析时的最佳实验条件.     

激光诱导击穿光谱法测定丹参中钙、镁离子含量

为了采用激光诱导击穿光谱法对丹参中钙、镁元素含量进行测定,采用1 064 nm激光束经光路传输系统聚焦在样品表面,熔融样品并产生等离子体以激发待测元素,用高精度光谱仪进行采集光谱,建立样品中钙、镁元素离子浓度与其激光诱导击穿光谱强度间的定标曲线.钙、镁离子的含量与光谱强度线性相关系数分别达0.9981及0.9998.结果表明,本激光诱导击穿光谱技术能够用于检测丹参中钙、镁元素含量.     

中药材微量元素成分的LIBS检测

利用时间分辨的激光诱导击穿光谱技术对中药材炒泽泻样品进行了检测分析,测得了样品中的Mg,Al,Si,P,Ca,Ti,Mn,Fe,Co和C等10种元素.基于等离子体局域热动力学平衡假设,得到了等离子体的电子密度和温度,最后利用自由定标分析方法得到了9种元素相对于C的含量.结果表明激光诱导击穿光谱技术可以用于中药材微量元素的有效快速检测.     

CuSO4水溶液中Cu元素的激光诱导击穿光谱研究

通过单脉冲激光诱导击穿光谱技术(LIBS),测定了CuSO4水溶液中微量重金属元素Cu的LIBS光谱.研究Cu原子LIBS光谱信号的时间演化特性,激光功率密度对LIBS光谱信号的影响,测定Cu元素浓度在31.25ppm到1000ppm区域内变化时324.75nm谱线的强度,由定标曲线拟合结果得到铜元素的检测限为23ppm.     

提高激光诱导等离子光谱仪测量精度

通过对6种不同的已知成分的黄铜合金进行测试,确定了使用激光诱导等离子光谱(LIBS)系统测量黄铜合金中Cu元素的最佳谱线波长以及最佳系统配置。为提高定标曲线的精度,通过线性关系式来处理测量过程中其他元素成分与Cu元素的互干扰效应,并通过指数关系式考查了Cu元素的自吸收效应。结果表明:利用多变量回归方法来补偿母体效应,最终使定标曲线的拟合优度从0.9538提高到0.9998。     

藏药七十味珍珠丸的激光诱导击穿光谱检测

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对藏药七十味珍珠丸进行了定性研究.利用高能量Nd:YAG脉冲激光器1 064 nm光束聚焦待测样品表面产生等离子体,并用光谱仪和ICCD来探测其光谱信号.通过采集的光谱图分析得到该藏药中含有Mg、Ca、Na、Fe、Al、Si、K、Li、Hg、Pb、Au等10种元素,其中Hg、Pb、Au为重金属元素.另外,还对不同价态的Pb元素进行了LIBS的时间演化研究,结果表明:应用LIBS技术可以探测藏药所含元素的价态.     

透镜到样品表面距离对LIBS测量的影响

采用Nd:YAG激光器产生的脉冲激光诱导击穿铜片形成等离子体,研究了透镜到样品表面距离的不同对激光诱导击穿光谱(LIBS)测量的影响.实验选择合适的延迟时间和采样门宽,并选用元素谱线λ(Cu)为324.8 nm和327.4 nm,λ(Zn)为330.3 nm和334.5 nm进行分析.实验结果表明,透镜到样品表面的距离对LIBS测量确实有很大的影响,谱线强度以及其相对标准偏差均与透镜到样品表面距离密切相关.透镜到样品表面的距离大于焦距时,空气击穿现象严重,不宜用于LIBS测量.激光脉冲能量大,透镜到样品表面距离对LIBS测量的影响大,激光脉冲能量小则相反.     

样品形态对激光诱导土壤等离子体特性的影响分析

将激光诱导击穿光谱技术应用到土壤检测中,分析了土壤样品形态对激光诱导等离子体特性的影响.采用波长1 064 nm的Nd-YAG脉冲激光器作为激发光源,在实验室大气环境下对粉状和片状2种形态土壤样本诱导产生激光等离子体,测量并分析了样品形态和粒径大小对元素特征谱线强度、等离子体温度和电子密度的影响.实验研究表明,相同实验条件下,粉状土样的激光等离子体温度和电子密度均高于片状土样,但片状土样的元素特征谱线强度更大,且受土壤粒径大小的影响较小,适用于土壤重金属元素的LIBS分析检测.     

激光感生击穿光谱技术在燃烧诊断中的应用

简述了激光感生击穿光谱(LIBS)技术的研究基础,包括实验台架、光谱定性定量分析方法,详细介绍了所进行的LIBS技术在燃烧诊断中的应用研究工作,利用LIBS技术对飞灰中的碳含量和燃煤特性及成分进行了分析.结果表明,采用LIBS测得的飞灰含碳量与传统的重量燃烧法测得的飞灰含碳量结果吻合较好;煤化程度不同的煤呈现出不同的等离子体时间谱,在相同实验条件下,煤化程度越高的煤种其等离子体温度越高;利用LIBS技术测得的燃煤成分含量与传统测量方法得到的结果吻合亦较好.该研究证实了激光感生击穿光谱技术在燃烧诊断中应用的可行性,为后续的燃烧诊断研究和试验工作奠定了基础.     

基于激光诱导击穿光谱和定标曲线的土壤重金属元素浓度预测

土壤重金属污染一直被认为是当今世界面临的主要环境问题之一.提出基于激光诱导击穿光谱和定标曲线的土壤重金属元素浓度预测方法.制备9种含不同成分浓度梯度的重金属元素的土壤样品.实验结果表明:该方法浓度预测的准确度较高;样品的浓度是影响预测准确度的关键因素.利用LIBS技术检测土壤重金属含量,能为土壤修复提供更加准确有效的数据,且节约时间及降低成本.     

土壤激光诱导击穿光谱的实验研究

在大气环境下测定了土壤在可见光谱区的激光诱导击穿光谱,对测定的光谱进行了分析和归属.实验结果表明,土壤中Al、Fe、Ti、K、Na、Mg、Ca等元素含量高,且Fe、Ti、Al元素谱线非常丰富、强度较强,而Ba、Cr、Cu、Li、Mn、Pb、Sr等元素含量低,且元素谱线不多、强度较弱;由实验测定的一系列国家标准土壤样品的激光诱导击穿光谱,得到了多种微量元素的定标曲线和检测限(ug/g)(Ba(3.4)、Cr(3.9)、Cu(70.2)、Li(1.0)、Mn(52.2)、Pb(21.0)、Sr(11.4) 、Ti(35.0)).     

等离子体温度和谱线强度综合校准的CF-LIBS定量分析合金成分

合金成分直接决定其机械性能和应用领域,对合金中各元素含量的准确、快速检测,对于冶金生产质量控制和材料分类意义重大.本文提出了一种基于等离子体温度和谱线强度综合校准的自由定标激光诱导击穿光谱(CF-LIBS)定量分析方法,选用一个与待测样品基质相同的标准样品,通过二阶迭代计算来对比不同等离子体温度和谱线强度校准系数所对应的元素含量标准误差和,寻找最小标准误差和,优化等离子体温度和次量元素谱线强度校准系数,从而建立定量分析模型,实现对待测样品中主次量元素含量的精确定量分析.基于铜铅合金的检测结果表明,本方法对样品中主量元素Cu,Zn和次量元素Pb的相对测量误差分别为4.4%,6.2%和17.7%,远优于常规CF-LIBS方法.本文提出的新方法有助于推进CF-LIBS技术在冶金生产质量监控和材料鉴别分类中的应用.     

LIBS技术在线检测重金属污染物的应用研究

指出了激光击穿光谱(LIBS)是一种新型的元素分析技术,具有灵敏度高、快速、可多元素同时测量并可在线检测等优点,非常适合针对环境中重金属污染物的实时在线检测.利用自行搭建的一套激光击穿光谱实验装置,开展了对烟气、污水、土壤中重金属的LIBS探测的实验研究,实验结果表明:LIBS技术为解决环境中重金属污染物的实时在线检测提供了技术支持,为将该技术利用到环境保护领域奠定了基础.     

基于激光诱导击穿光谱法的婴幼儿配方奶粉中钙元素快速检测

采用激光诱导击穿光谱法(LIBS)对婴幼儿配方奶粉中的钙元素进行检测,但由于Stark效应的干扰,其LIBS谱峰信号极易产生漂移和拓宽等畸变信息.为了有效克服LIBS信号畸变对定量分析的影响,结合了改进随机蛙跳算法(MRFA)、高密度小波变换(HDWT)和偏最小二乘法(PLS),以近似平移不变的方式选择LIBS信号的最...     

激光诱导锌等离子体的自吸收效应研究

在大气压环境下,利用Nd:YAG激光器烧蚀锌靶产生激光等离子体,通过时间分辨测量技术研究了Zn等离子体的辐射光谱特征.选择Zn原子的6条特征谱线分别研究了其自吸收系数在不同延迟时间下的变化情况.结果表明,在等离子体演化的1 000 ns左右,等离子体基本满足光学薄的条件,随着等离子体的冷却,自吸收系数逐渐减小,自吸收效应增强.此外,在考虑自吸收效应后,文中还计算了等离子体中的电子数密度与电子温度,与考虑自吸收修正前的电子温度和电子密度相比,考虑自吸收效应后等离子体中的电子温度和电子数密度均变小.     

高电荷态锡离子极真空紫外波段自吸收光谱轮廓的细致分析

等离子体动力学模拟是一种非常有效的等离子体状态诊断和光谱分析方法,已被广泛应用于激光等离子体光谱的解释和演化分析中.本文基于流体动力学方程和辐射输运方程,并结合稳态的碰撞辐射模型,提出了一种简化的能够分析模拟中高Z元素高电荷态离子极真空紫外(Extreme Ultraviolet,EUV)波段光谱的辐射流体动力学模型,并成功应用于激光产生的锡等离子体EUV光谱的分析和模拟.结果表明,理论模拟光谱与激光功率密度为1.90×10~(11)?W/cm~2的实验光谱之间具有良好的一致性.通过比较Sn~(7+)–Sn~(11+)离子的4d-4f,4p-4d和4d-5p,5f跃迁阵列的发射轮廓和自吸收轮廓,明确了不透明度效应对发射光谱轮廓的影响,成功解释了13.5?nm附近自吸收带和自吸收峰的成因.相关研究预期能够为极真空紫外辐射在光刻、计量、生物成像等领域的应用研究提供参考.     

水泥生料品质在线激光检测稳定性的技术研究

实时掌握水泥生料成分变化对于及时调整水泥原料配比和提高水泥产品质量具有重要意义。文章建立了一套喷射气粉混合物式的激光诱导击穿光谱(LIBS)水泥生料品质在线检测实验装置,并进行了以下优化:首先,发展了脉冲激光平均功率反馈稳定技术,稳功后激光器输出平均功率长期保持在设定值附近;接着加入了带中孔的凹面镜和扩束镜用以增大收光立体角和减小激光发散角,等离子体光谱中Ca(Ⅱ)318nm谱线强度从7 000提升到9 000,相对标准偏差(RSD)由3.49%降至1.34%,Mg(Ⅱ)279.7nm谱线强度从3 000提升到4 000,RSD由5.75%降至3.22%;最后,引入了一束照向喷射气粉混合物的405nm连续激光,将其散射光作为光谱归一化的参考值,使归一化后的光谱RSD由35%降至23%,明显优于全谱归一化的RSD值28%。为了验证经过上述优化后LIBS装置的测量稳定性效果,利用400组样品用于定标,其余100组用于验证。实验结果显示,经过优化后测量平均相对误差(ARE)由1.01%降至0.43%,且没有出现大的随机偏差。     

基于激光诱导击穿光谱法的婴幼儿配方奶粉中钙元素快速检测#br#

采用激光诱导击穿光谱法(LIBS)对婴幼儿配方奶粉中的钙元素进行检测,但由于Stark 效应的干扰,其LIBS 谱峰信号极易产生漂移和拓宽等畸变信息. 为了有效克服LIBS 信号畸变对定量分析的影响,结合了改进随机蛙跳算法(MRFA)、高密度小波变换(HDWT)和偏最小二乘法(PLS),以近似平移不变的方式选择LIBS 信号的最佳特征,进而在LIBS 信号畸变的情况下获得良好的定量效果. 结果表明,MRFA-HDWT-PLS 模型的预测均方根误差为0.029,相关系数0.97,相对均方根误差为5.3%,有效满足配方奶粉中钙元素检测的精度要求,有望为婴幼儿奶粉质量安全筛查提供一种新手段.     

基于激光诱导离解光谱的土壤重金属监测定量化方法研究

由于激光诱导离解光谱技术（LIBS）具有快速、实时、可在线分析多种物质元素等诸多优点,使其在同类元素探测方法中显示出巨大的潜力和优越性,但LIBS定量化问题仍然是目前LIBS发展中的难点问题。基于LIBS的方法通过对土壤中重金属进行实时监测并对实验数据进行分析,旨在探讨激光诱导离解光谱技术的定量化反演方法应用,为其今后在各领域中的定量化应用提供一定的理论依据。