紧凑型激光诱导击穿光谱（LIBS）仪器研制与溶液、土壤分析方法研究
发布时间：2021-10-25 03:23
LIBS的快速检测优势体现在小型化的检测设备、快速直接的制样方法和多元素同时分析这几个方面。针对现有LIBS装置集成度低、操作流程繁琐和价格高的问题,本文基于模块化设计、小型高能量激光器、统一的控制系统和测控软件系统研制出一种高集成度、测试流程简单和大能量输出的紧凑型LIBS仪器,仪器体积小巧又保证了激光能量输出超过100 m J,且所有操作在统一界面下完成。为了验证LIBS仪器的测试性能,对铜矿样品粉末进行了定性和定量分析,表明对含量为ppm级别的目标元素仍然具有定性分析能力,对Cu和Zn的线性相关系数（R2）均达到0.98以上。针对LIBS无法对液态样品进行快速检测的问题,提出一种基于高吸水化合物的水凝胶快速制样方法,改善了LIBS测试液体时的等离子体淬灭效应、液体溅射和表面波纹等的影响,实现了LIBS对水体样品的快速分析。采用标准曲线方法和多变量回归方法对不同基质下的土壤样品进行了多元素同时定量分析,通过不同定量分析模型的交叉验证实现了对不同基质条件下土壤多元素的定量检测。为了实现对同质异相类物质的快速检测,研制出一种一体化的LIBS-Raman联用仪器,能够同时获取分析材料的原...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常规的LIBS测量装置组成
样品表面并轰击产生激光诱导等离为电脉冲并经过同步机的时序控制软件系统记录光谱仪分离产生的等测中的影响要素设备现该技术从基础研究向实际应用过使得 LIBS 分析方法能够在现场应是影响 LIBS 仪器小型化的重要因的突破和发展，基于 LIBS 技术的美国 LosAlamos 国家实验室最早于中铍颗粒浓度的识别监测，如图 1.
9出一款光纤耦合 LIBS 系统远程分析 AGR 核反应堆压力容器内的金属成分，同时针对爆炸物开发出了开路远程分析装置，这两种仪器的实物分别如图1.6所示。图 1.6 英国 Applied Photonics 公司开发的两款 LIBS 样机2005 年意大利的应用激光光谱实验室（Applied Laser Spectroscopy Laboratory）开发出一款结合了双光束脉冲硬件系统和自由定标数据分析方法的 LIBS 仪器（型号 Modi）[27]，其实物图如图 1.7 所示。图 1.7 意大利 Applied Laser Spectroscopy Laboratory 开发的 LIBS 装置针对水下样品的探测也是 LIBS 技术的研究方向之一，图 1.8 展示了 LIBS 技术在水下环境对样品的现场测试[28]。其水下应用方案是在深入水下的测试探头的激光出射位置人为制造一个局部气体环境，激光在该区域内聚焦于测试样品表面并收集等离子体信号。水下 LIBS 装置对深水区域的考古等工作意义重大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同化学计量学方法的土壤重金属激光诱导击穿光谱定量分析研究[J]. 项丽蓉,麻志宏,赵欣宇,刘飞,何勇,冯雷. 光谱学与光谱分析. 2017(12)
[2]基于主成分回归的土壤重金属LIBS定量分析方法研究[J]. 谷艳红,赵南京,马明俊,孟德硕,余洋,贾尧,方丽,王园园,刘建国,刘文清. 光电子·激光. 2016(07)
[3]激光诱导击穿光谱技术/多元二次非线性回归分析土壤中的铬元素[J]. 何秀文,陈添兵,姚明印,周华茂,胡慧琴,王彩虹,刘木华. 分析化学. 2016(01)
[4]Classification and Discrimination of Minerals Using Laser Induced Breakdown Spectroscopy and Raman Spectroscopy[J]. 毕云峰,张莹,闫静文,武中臣,李颖. Plasma Science and Technology. 2015(11)
[5]化学计量学在激光诱导击穿光谱分析中的研究进展[J]. 张天龙,吴珊,汤宏胜,王康,段忆翔,李华. 分析化学. 2015(06)
[6]基于遗传算法和偏最小二乘法的土壤激光诱导击穿光谱定量分析研究[J]. 邹孝恒,郝中骐,易荣兴,郭连波,沈萌,李祥友,王泽敏,曾晓雁,陆永枫. 分析化学. 2015(02)
[7]激光诱导击穿光谱技术在燃煤电厂及土壤污染物在线检测中的应用研究[J]. 胡志裕,张雷,尹王保,马维光,董磊,贾锁堂. 大气与环境光学学报. 2013(01)
[8]利用LIBS技术在线半定量分析液态钢成分[J]. 孙兰香,于海斌,丛智博,辛勇. 仪器仪表学报. 2011(11)
[9]基于激光诱导击穿光谱的钢液成分在线监视[J]. 孙兰香,于海斌,辛勇,丛智博,孔海洋. 中国激光. 2011(09)
[10]基于激光诱导击穿光谱的煤元素分析研究[J]. 尹王保,张雷,张建宏,王乐,胡志裕,贾锁堂. 测试技术学报. 2011(04)
本文编号：3456550
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常规的LIBS测量装置组成
样品表面并轰击产生激光诱导等离为电脉冲并经过同步机的时序控制软件系统记录光谱仪分离产生的等测中的影响要素设备现该技术从基础研究向实际应用过使得 LIBS 分析方法能够在现场应是影响 LIBS 仪器小型化的重要因的突破和发展，基于 LIBS 技术的美国 LosAlamos 国家实验室最早于中铍颗粒浓度的识别监测，如图 1.
9出一款光纤耦合 LIBS 系统远程分析 AGR 核反应堆压力容器内的金属成分，同时针对爆炸物开发出了开路远程分析装置，这两种仪器的实物分别如图1.6所示。图 1.6 英国 Applied Photonics 公司开发的两款 LIBS 样机2005 年意大利的应用激光光谱实验室（Applied Laser Spectroscopy Laboratory）开发出一款结合了双光束脉冲硬件系统和自由定标数据分析方法的 LIBS 仪器（型号 Modi）[27]，其实物图如图 1.7 所示。图 1.7 意大利 Applied Laser Spectroscopy Laboratory 开发的 LIBS 装置针对水下样品的探测也是 LIBS 技术的研究方向之一，图 1.8 展示了 LIBS 技术在水下环境对样品的现场测试[28]。其水下应用方案是在深入水下的测试探头的激光出射位置人为制造一个局部气体环境，激光在该区域内聚焦于测试样品表面并收集等离子体信号。水下 LIBS 装置对深水区域的考古等工作意义重大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同化学计量学方法的土壤重金属激光诱导击穿光谱定量分析研究[J]. 项丽蓉,麻志宏,赵欣宇,刘飞,何勇,冯雷. 光谱学与光谱分析. 2017(12)
[2]基于主成分回归的土壤重金属LIBS定量分析方法研究[J]. 谷艳红,赵南京,马明俊,孟德硕,余洋,贾尧,方丽,王园园,刘建国,刘文清. 光电子·激光. 2016(07)
[3]激光诱导击穿光谱技术/多元二次非线性回归分析土壤中的铬元素[J]. 何秀文,陈添兵,姚明印,周华茂,胡慧琴,王彩虹,刘木华. 分析化学. 2016(01)
[4]Classification and Discrimination of Minerals Using Laser Induced Breakdown Spectroscopy and Raman Spectroscopy[J]. 毕云峰,张莹,闫静文,武中臣,李颖. Plasma Science and Technology. 2015(11)
[5]化学计量学在激光诱导击穿光谱分析中的研究进展[J]. 张天龙,吴珊,汤宏胜,王康,段忆翔,李华. 分析化学. 2015(06)
[6]基于遗传算法和偏最小二乘法的土壤激光诱导击穿光谱定量分析研究[J]. 邹孝恒,郝中骐,易荣兴,郭连波,沈萌,李祥友,王泽敏,曾晓雁,陆永枫. 分析化学. 2015(02)
[7]激光诱导击穿光谱技术在燃煤电厂及土壤污染物在线检测中的应用研究[J]. 胡志裕,张雷,尹王保,马维光,董磊,贾锁堂. 大气与环境光学学报. 2013(01)
[8]利用LIBS技术在线半定量分析液态钢成分[J]. 孙兰香,于海斌,丛智博,辛勇. 仪器仪表学报. 2011(11)
[9]基于激光诱导击穿光谱的钢液成分在线监视[J]. 孙兰香,于海斌,辛勇,丛智博,孔海洋. 中国激光. 2011(09)
[10]基于激光诱导击穿光谱的煤元素分析研究[J]. 尹王保,张雷,张建宏,王乐,胡志裕,贾锁堂. 测试技术学报. 2011(04)
本文编号：3456550
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3456550.html
