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AvaLIBS激光誘導擊穿光譜測量系統

        AvaLIBS激光誘導擊穿光譜測量系統,可以對固體、液體、氣體中元素做快速定性定量分析。AvaLIBS的光譜分析范圍是200-1070 nm,光學分辨率0.1nm(FWHM),檢測靈敏度達到ppm級。


        特點:

  • 寬光譜,高分辨率光譜分析(波長范圍200-1050 nm,光學分辨率0.1 nm)
  • 快速定性定量分析
  • ppm級檢測靈敏度
  • 應用領域包括了材料分析,環境監測,地質勘探,文物鑒定等等


        AvaLIBS工作原理

        激光誘導等離子光譜(LIPS)或者更常見的叫法激光誘導擊穿光譜(LIBS)是一種原子發射光譜,它使用脈沖激光器作為激發源。激光脈沖(典型值10 ns)聚焦到被測物體的表面,使被測材料表面的激光功率密度超過1 GW/cm2。在如此之高的激光功率密度作用下,被測材料表面就會有幾微克的物質被噴射出來同時材料表面還會產生壽命很短但亮度很高的等離子體,其瞬間溫度可達10,000 攝氏度 。冷卻過程中,處于激發態的原子和離子從高能態躍遷到低能態,并發射出具有特定波長的光輻射。探測系統可以使用高靈敏度、高分辨率、多通道光纖光譜儀AvaSpec-2048-X進行測量,每個通道均有2048像素線陣CCD探測器。采集到的200-1050 nm寬光譜數據傳送給應用軟件進行分析。



        高靈敏度、高分辨率、多通道光譜儀
        AvaLIBS系統可以配置單通道、雙通道、三通道、四通道或多通道光譜儀(USB2.0平臺可支持10個通道),由儀器主板上的微處理器控制,使得不同通道間可以實現同步采樣。精確的同步數據采樣可以使光譜儀快速讀出數據,所以可以用來對瞬態事件進行監控,如用光譜儀的不同通道來監測脈沖激光器誘導的等離子體光譜。并且提供動態鏈接庫(DLL)接口軟件包,您可以方便地基于光譜儀編寫二次開發應用軟件。


        應用領域

1、材料的遠程無損分析,定性和識別。

2、危險材料 (高溫、放射性、化學毒性材料) 的遠程探測和元素分析

3、存儲容器的放射性污染的現場檢測 (玻璃化的高等級廢料、中間級廢料)

4、不易接近環境中鋼材的現場成分分析 (核反應堆壓力容器等)

5、廢料回收過程中快速鑒別金屬和合金

6、關鍵部件在制造和裝配過程中的絕對金屬鑒定。

7、對液態金屬和合金進行過程控制時的在線成分分析 (如鋼中的碳、硅、磷等含量的測定)

8、對液態玻璃進行過程控制時的在線成分分析 (如鐵、鉛等含量的測定)

9、對淹沒在水中的材料進行現場識別 (如金屬、合金、陶瓷、礦物質、放射性材料等)

10、對物體表面涂層的深度輪廓分析和成分分析 (如電鍍鋼、塑料膜層、油漆中的重金屬等)

11、空氣中微粒的在線監測 (如煙囪排放監測)

12、復雜形狀物體的成分分析


        AvaLIBS的激光器

        激光器的選擇可以有兩種:一種選用單波長激光1064 nm;另一種選用雙波長輸出1064 nm & 532 nm。脈沖能量可選50 mJ、100 mJ或200 mJ。激光的溶化和等離子體的形成跟樣品類型有關,因此對于不同的樣品有著不同的能量要求。對于金屬材料,采用50 mJ激光器。對于非金屬和高OH-材料,200 mJ激光器更適合應用。而對于液體樣品,可以采用雙波長激光器,樣品中的氧化物質會減緩等離子體的形成,所以需要另一波長的激光來增強等離子體的形成。

        其它特性
無需樣品預處理

        AvaLIBS可以直接對材料進行分析,而不需要對材料做任何預處理。但如果樣品表面涂覆有其它物質(比如氧化的或者涂層的鋼材)時,則要用激光先把樣品表面的涂層清理干凈。激光清除過程的效率取決于材料種類及激光能量。此外,激光等離子體所產生的超聲波對去除半流體或者粘性污物有非常好的效果。例如,可以分析表面裹有幾厘米厚OH礦泥的金屬。

定量分析微量元素

        AvaLIBS做過標定后就可以對基體材料中的微量元素進行定量分析,比如分析鋼材中的鉻,鋁合金中的鎂,玻璃中的鐵,硫酸銅中的銅等。標定時要使用經過鑒定的樣品材料,這個樣品材料與被測材料具有相同的基體,但含有不同含量的被分析元素。在分析時通常采用所謂的“內部標準化”的過程,即把被分析元素的譜線強度和基體材料的譜線強度進行比較,這樣就可以減少由于激光的脈沖 - 脈沖能量不一致性所導致的等離子體條件變化對測量結果的影響。AvaLIBS測量的靈敏度與許多因素有關:分析元素和基體材料的結合方式,測量距離,以及是否需要遙測等。測量結果的正確性可優于10%,精度可優于5%。


技術數據


 性能參數









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