緊湊型激光誘導擊穿光譜（LIBS）儀器研制與溶液、土壤分析方法研究
發(fā)布時間：2021-10-25 03:23
LIBS的快速檢測優(yōu)勢體現(xiàn)在小型化的檢測設備、快速直接的制樣方法和多元素同時分析這幾個方面。針對現(xiàn)有LIBS裝置集成度低、操作流程繁瑣和價格高的問題,本文基于模塊化設計、小型高能量激光器、統(tǒng)一的控制系統(tǒng)和測控軟件系統(tǒng)研制出一種高集成度、測試流程簡單和大能量輸出的緊湊型LIBS儀器,儀器體積小巧又保證了激光能量輸出超過100 m J,且所有操作在統(tǒng)一界面下完成。為了驗證LIBS儀器的測試性能,對銅礦樣品粉末進行了定性和定量分析,表明對含量為ppm級別的目標元素仍然具有定性分析能力,對Cu和Zn的線性相關系數（R2）均達到0.98以上。針對LIBS無法對液態(tài)樣品進行快速檢測的問題,提出一種基于高吸水化合物的水凝膠快速制樣方法,改善了LIBS測試液體時的等離子體淬滅效應、液體濺射和表面波紋等的影響,實現(xiàn)了LIBS對水體樣品的快速分析。采用標準曲線方法和多變量回歸方法對不同基質下的土壤樣品進行了多元素同時定量分析,通過不同定量分析模型的交叉驗證實現(xiàn)了對不同基質條件下土壤多元素的定量檢測。為了實現(xiàn)對同質異相類物質的快速檢測,研制出一種一體化的LIBS-Raman聯(lián)用儀器,能夠同時獲取分析材料的原...
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：152 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
常規(guī)的LIBS測量裝置組成
樣品表面并轟擊產生激光誘導等離為電脈沖并經過同步機的時序控制軟件系統(tǒng)記錄光譜儀分離產生的等測中的影響要素設備現(xiàn)該技術從基礎研究向實際應用過使得 LIBS 分析方法能夠在現(xiàn)場應是影響 LIBS 儀器小型化的重要因的突破和發(fā)展，基于 LIBS 技術的美國 LosAlamos 國家實驗室最早于中鈹顆粒濃度的識別監(jiān)測，如圖 1.
9出一款光纖耦合 LIBS 系統(tǒng)遠程分析 AGR 核反應堆壓力容器內的金屬成分，同時針對爆炸物開發(fā)出了開路遠程分析裝置，這兩種儀器的實物分別如圖1.6所示。圖 1.6 英國 Applied Photonics 公司開發(fā)的兩款 LIBS 樣機2005 年意大利的應用激光光譜實驗室（Applied Laser Spectroscopy Laboratory）開發(fā)出一款結合了雙光束脈沖硬件系統(tǒng)和自由定標數據分析方法的 LIBS 儀器（型號 Modi）[27]，其實物圖如圖 1.7 所示。圖 1.7 意大利 Applied Laser Spectroscopy Laboratory 開發(fā)的 LIBS 裝置針對水下樣品的探測也是 LIBS 技術的研究方向之一，圖 1.8 展示了 LIBS 技術在水下環(huán)境對樣品的現(xiàn)場測試[28]。其水下應用方案是在深入水下的測試探頭的激光出射位置人為制造一個局部氣體環(huán)境，激光在該區(qū)域內聚焦于測試樣品表面并收集等離子體信號。水下 LIBS 裝置對深水區(qū)域的考古等工作意義重大。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于不同化學計量學方法的土壤重金屬激光誘導擊穿光譜定量分析研究[J]. 項麗蓉,麻志宏,趙欣宇,劉飛,何勇,馮雷. 光譜學與光譜分析. 2017(12)
[2]基于主成分回歸的土壤重金屬LIBS定量分析方法研究[J]. 谷艷紅,趙南京,馬明俊,孟德碩,余洋,賈堯,方麗,王園園,劉建國,劉文清. 光電子·激光. 2016(07)
[3]激光誘導擊穿光譜技術/多元二次非線性回歸分析土壤中的鉻元素[J]. 何秀文,陳添兵,姚明印,周華茂,胡慧琴,王彩虹,劉木華. 分析化學. 2016(01)
[4]Classification and Discrimination of Minerals Using Laser Induced Breakdown Spectroscopy and Raman Spectroscopy[J]. 畢云峰,張瑩,閆靜文,武中臣,李穎. Plasma Science and Technology. 2015(11)
[5]化學計量學在激光誘導擊穿光譜分析中的研究進展[J]. 張?zhí)忑?吳珊,湯宏勝,王康,段憶翔,李華. 分析化學. 2015(06)
[6]基于遺傳算法和偏最小二乘法的土壤激光誘導擊穿光譜定量分析研究[J]. 鄒孝恒,郝中騏,易榮興,郭連波,沈萌,李祥友,王澤敏,曾曉雁,陸永楓. 分析化學. 2015(02)
[7]激光誘導擊穿光譜技術在燃煤電廠及土壤污染物在線檢測中的應用研究[J]. 胡志裕,張雷,尹王保,馬維光,董磊,賈鎖堂. 大氣與環(huán)境光學學報. 2013(01)
[8]利用LIBS技術在線半定量分析液態(tài)鋼成分[J]. 孫蘭香,于海斌,叢智博,辛勇. 儀器儀表學報. 2011(11)
[9]基于激光誘導擊穿光譜的鋼液成分在線監(jiān)視[J]. 孫蘭香,于海斌,辛勇,叢智博,孔海洋. 中國激光. 2011(09)
[10]基于激光誘導擊穿光譜的煤元素分析研究[J]. 尹王保,張雷,張建宏,王樂,胡志裕,賈鎖堂. 測試技術學報. 2011(04)
本文編號：3456550
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：152 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
常規(guī)的LIBS測量裝置組成
樣品表面并轟擊產生激光誘導等離為電脈沖并經過同步機的時序控制軟件系統(tǒng)記錄光譜儀分離產生的等測中的影響要素設備現(xiàn)該技術從基礎研究向實際應用過使得 LIBS 分析方法能夠在現(xiàn)場應是影響 LIBS 儀器小型化的重要因的突破和發(fā)展，基于 LIBS 技術的美國 LosAlamos 國家實驗室最早于中鈹顆粒濃度的識別監(jiān)測，如圖 1.
9出一款光纖耦合 LIBS 系統(tǒng)遠程分析 AGR 核反應堆壓力容器內的金屬成分，同時針對爆炸物開發(fā)出了開路遠程分析裝置，這兩種儀器的實物分別如圖1.6所示。圖 1.6 英國 Applied Photonics 公司開發(fā)的兩款 LIBS 樣機2005 年意大利的應用激光光譜實驗室（Applied Laser Spectroscopy Laboratory）開發(fā)出一款結合了雙光束脈沖硬件系統(tǒng)和自由定標數據分析方法的 LIBS 儀器（型號 Modi）[27]，其實物圖如圖 1.7 所示。圖 1.7 意大利 Applied Laser Spectroscopy Laboratory 開發(fā)的 LIBS 裝置針對水下樣品的探測也是 LIBS 技術的研究方向之一，圖 1.8 展示了 LIBS 技術在水下環(huán)境對樣品的現(xiàn)場測試[28]。其水下應用方案是在深入水下的測試探頭的激光出射位置人為制造一個局部氣體環(huán)境，激光在該區(qū)域內聚焦于測試樣品表面并收集等離子體信號。水下 LIBS 裝置對深水區(qū)域的考古等工作意義重大。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于不同化學計量學方法的土壤重金屬激光誘導擊穿光譜定量分析研究[J]. 項麗蓉,麻志宏,趙欣宇,劉飛,何勇,馮雷. 光譜學與光譜分析. 2017(12)
[2]基于主成分回歸的土壤重金屬LIBS定量分析方法研究[J]. 谷艷紅,趙南京,馬明俊,孟德碩,余洋,賈堯,方麗,王園園,劉建國,劉文清. 光電子·激光. 2016(07)
[3]激光誘導擊穿光譜技術/多元二次非線性回歸分析土壤中的鉻元素[J]. 何秀文,陳添兵,姚明印,周華茂,胡慧琴,王彩虹,劉木華. 分析化學. 2016(01)
[4]Classification and Discrimination of Minerals Using Laser Induced Breakdown Spectroscopy and Raman Spectroscopy[J]. 畢云峰,張瑩,閆靜文,武中臣,李穎. Plasma Science and Technology. 2015(11)
[5]化學計量學在激光誘導擊穿光譜分析中的研究進展[J]. 張?zhí)忑?吳珊,湯宏勝,王康,段憶翔,李華. 分析化學. 2015(06)
[6]基于遺傳算法和偏最小二乘法的土壤激光誘導擊穿光譜定量分析研究[J]. 鄒孝恒,郝中騏,易榮興,郭連波,沈萌,李祥友,王澤敏,曾曉雁,陸永楓. 分析化學. 2015(02)
[7]激光誘導擊穿光譜技術在燃煤電廠及土壤污染物在線檢測中的應用研究[J]. 胡志裕,張雷,尹王保,馬維光,董磊,賈鎖堂. 大氣與環(huán)境光學學報. 2013(01)
[8]利用LIBS技術在線半定量分析液態(tài)鋼成分[J]. 孫蘭香,于海斌,叢智博,辛勇. 儀器儀表學報. 2011(11)
[9]基于激光誘導擊穿光譜的鋼液成分在線監(jiān)視[J]. 孫蘭香,于海斌,辛勇,叢智博,孔海洋. 中國激光. 2011(09)
[10]基于激光誘導擊穿光譜的煤元素分析研究[J]. 尹王保,張雷,張建宏,王樂,胡志裕,賈鎖堂. 測試技術學報. 2011(04)
本文編號：3456550
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