本文選題：激光誘導(dǎo)擊穿光譜 + 等離子體　； 參考：《河南農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：目前,在土壤和玉米金屬元素檢測方面,還不能實現(xiàn)對樣本的在線識別和定量分析。研究者仍然依賴電感耦合等離子體原子吸收光譜等傳統(tǒng)光譜方法對樣本中的金屬元素進(jìn)行檢測,這種檢測方法周期長,操作過于復(fù)雜,因此探索一種能夠?qū)崟r在線檢測土壤和玉米金屬元素的方法便具有重大的現(xiàn)實意義。論文在分析研究針對土壤和玉米金屬元素檢測傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,試圖探索激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)土壤和玉米金屬元素Cu、Mn快速定量的檢測方法。激光誘導(dǎo)擊穿光譜,是一種等離子體激發(fā)射光譜,因其操作簡便、檢測速度快和分析能力強得到廣泛應(yīng)用,在環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)等方面具有重大意義。但由于該方法本身的原理以及儀器自身分辨率的限制,在實際應(yīng)用過程中遇到很多困難,包括噪聲來源多、分析精度低和重復(fù)性差等。本論文研究了激光誘導(dǎo)產(chǎn)生等離子體特性、等離子體發(fā)射光譜原理,并構(gòu)建以及改進(jìn)LIBS實驗平臺;研究了LIBS實驗平臺的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過對影響LIBS性能的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,改進(jìn)LIBS光學(xué)系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)和激光脈沖的觸發(fā)信號控制方式;分析了LIBS檢測土壤和玉米中的Cu、Mn金屬元素的實驗數(shù)據(jù),實驗中檢測了不同濃度的土壤和玉米中Cu、Mn金屬元素的發(fā)射特征譜線,獲得了Cu、Mn金屬元素的LIBS相對最佳光譜,在獲得的光譜數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上使用了極小值篩選法扣除LIBS光譜中的連續(xù)背景光譜。論文通過建立標(biāo)定曲線對玉米Cu、Mn元素的含量進(jìn)行定性和定量分析,實驗結(jié)果顯示土壤中Cu的檢測限13.61μg.g-1,玉米中Cu、Mn檢出限為12.39μg.g-1和14.35μg.g-1,表明激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)能夠快速檢測土壤和玉米中的金屬元素,為金屬元素的快速定量檢測及分析提供了新的途徑。
[Abstract]:At present, the on-line identification and quantitative analysis of samples can not be realized in the detection of soil and corn metal elements. The researchers still rely on the traditional spectral methods such as inductively coupled plasma atomic absorption spectrometry to detect metal elements in the samples. This method has a long period and too complex operation. Therefore, a kind of energy is explored. The method of real-time on-line detection of soil and corn metal elements is of great practical significance. On the basis of analyzing the traditional techniques for soil and maize metal elements detection, the paper tries to explore the rapid quantitative analysis of laser induced breakdown spectroscopy (Laser induced breakdown spectroscopy, LIBS) soil and corn metal element Cu, Mn The laser induced breakdown spectroscopy (laser-induced breakdown spectroscopy) is a plasma stimulated emission spectrum. It is of great significance in environmental monitoring, agriculture and life science because of its simple operation, rapid detection speed and strong analytical ability. But because of the principle of the method itself and the limitation of the resolution of the instrument itself, it has been applied in practice. There are many difficulties in the process, including many sources of noise, low accuracy and poor repeatability. This paper studies the characteristics of plasma induced plasma, the principle of plasma emission spectrum, and the construction and improvement of the LIBS experimental platform. The structure of the optical system of the LIBS experimental platform is studied, and the parameters that affect the performance of the LIBS are optimized. The light path structure of LIBS optical system and the trigger signal control mode of laser pulse were improved. The experimental data of LIBS detection of Cu and Mn metal elements in soil and maize were analyzed. The emission characteristic lines of Cu and Mn metals in soil and maize with different concentrations were detected in the experiment, and the LIBS relative optimum spectrum of Cu and Mn metal elements was obtained. On the basis of the obtained spectral data, the minimum value screening method was used to deduct the continuous background spectrum in the LIBS spectrum. By setting up the calibration curve, the content of Cu and Mn elements in maize was analyzed qualitatively and quantitatively. The experimental results showed that the detection limit of Cu in the soil was 13.61 Mu g.g-1, the Cu in maize, Mn detection limit was 12.39 mu g.g-1 and 14.35 micron g.g-1, indicating the excitation. Photoinduced breakdown spectroscopy can quickly detect metal elements in soil and corn, and provide a new way for rapid quantitative detection and analysis of metal elements.
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S513;S153

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本文編號：1916439