便携式激光诱导击穿光谱仪测定土壤中重金属

土壤重金属污染对农作物生长和人体健康都有严重危害,现场快速检测对土壤重金属污染调查、应急监测具有重要意义。采用自主研发的土壤重金属激光诱导击穿光谱现场快速检测仪对矿区周边土壤进行现场检测分析,以835个不同基质土壤的光谱数据建立定标数据库,通过支持向量机建立回归模型对土壤重金属元素含量进行定量反演。现场检测获取的全波段光谱波动在15%以内,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等6种元素光谱强度相对标准偏差平均值为6.31%。将检测结果与实验室电感耦合等离子体质谱法分析对比,6种元素的皮尔逊相关系数r在0.8501~0.9829,检测结果80%以上处于±30%相对误差区间分布。对比结果表明自主研发的土壤重金属激光诱导击穿光谱现场检测仪可以满足现场快速检测需求。

高精度煤质成分快速定量分析LIBS系统研究

煤质成分的快速、高精度定量分析是工厂对能源高效利用的重要环节。本文通过利用搭建的激光诱导击穿技术煤质快速分析仪,对所采集煤样工业特性固定碳(FixC),灰分(Ash),干燥无灰基的挥发分(Vdaf),热值(Q)进行了定量测量,并对测得的数据与实验室人工测量数据进行对比分析,检验得出该方法在煤质分析方面准确快速。通过对设备稳定性和动态精密度的测试,结果表明了快速煤质分析仪具有较高的稳定性,满足国标规定值。在预测灰分值分布跨度为5%~60%的煤样时,通过增加样品量,增加模型中对大灰分煤样的预测权重,实现预测均方根误差RMSEP<1%的预测精度,挥发分和全硫的RMSEP<1%,热值的RMSEP<0.18 MJ/kg。预测结果均达到工业分析要求,可以满足工业现场的应用需求,具有应用于煤质在线检测方面的广阔前景。

电解电压对阳极氧化铝膜微观形貌的影响

以H2SO4为电解液对高纯铝箔进行阳极氧化,考察电解电压对多孔阳极氧化铝膜微观形貌的影响。结果表明,在一定范围内氧化铝膜纳米孔孔径随电解电压增加而增大,但过高的电压值将导致铝箔的快速击穿。1.0mol/L H2SO4为电解液采用20V电解电压制得的氧化铝膜最好。电解液硫酸浓度过高使得纳米孔局部连通现象增多。

水中镉含量的激光诱导击穿光谱高灵敏快速检测

为了对水中的痕量镉进行高灵敏快速检测,实验采用一种未受污染的薄木片作为基底来吸收水样品,将其晾干后再用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对其进行分析,克服了用LIBS技术直接分析水样品时灵敏度低和稳定性差等问题。实验中选择214.44nm的镉离子线作为分析线以提高光谱检测的灵敏度,建立了用于定量分析的校正曲线,镉的检出限达到55μg/L,重复测量的信号相对标准偏差小于5%,单次测量的时间短于5min。

沉积参数及退火条件对AlN薄膜电学性能的影响

利用射频反应磁控溅射在Si(100)基底上沉积AlN介质薄膜,并在不同温度下对薄膜进行快速退火。通过抗电强度测试仪、电容电压测试C-V、X射线衍射仪、电子能谱仪、原子力显微镜和椭圆偏振仪等研究薄膜的击穿电压、介电常数、晶体结构、化学成分、表面形貌及薄膜的折射率。结果表明:溅射功率和溅射气压对薄膜的击穿电压有很大的影响,溅射功率为250 W,气压为0.3 Pa时薄膜的抗电性能较好;薄膜的成分随溅射气压发生变化,N与Al摩尔比最高达到0.845;随退火温度的增加,薄膜晶体结构发生非晶—闪锌矿—纤锌矿的转变;薄膜的折射率随退火温度的升高而增加。

LIBS技术在土壤重金属污染快速测量中的应用

激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)作为一种很有前景的分析和测量技术在过去的10多年中已经显现出来。本文介绍了激光诱导击穿光谱的工作原理和定量定性分析的理论基础,综述了LIBS技术在土壤重金属As、Cd、Cr、Hg、Pb和Zn等污染快速测量中的应用和仪器研究进展,分析了LIBS应用在该领域中存在的主要问题,对未来基于LIBS快速检测土壤重金属污染需要解决的定量测量和检测限等关键问题进行了探讨。

用激光诱导击穿光谱技术定量分析油漆中的有害重金属

很多轻工业产品需要用到油性油漆,其中的重金属元素的含量是否超标将会直接影响到产品质量及其安全性.因此发展轻工产品中重金属含量的快速检测技术,对促进国民经济的发展和保障消费者生命安全具有重要的意义.我们利用激光诱导击穿光谱技术实现了对油漆中有害重金属含量的快速定性和定量分析.通过观测激光等离子体中重金属原子辐射强度可以定性测量重金属含量的大体水平.然后,在相同检测条件下,将已知浓度的标准样品作为参考,制定出各元素的校正曲线,使用外标法,就能够实现定量分析.对Pb、Cr、Cd三种有害重金属元素,目前检出限分别达到9、3.5和23ppm的水平,分析相对误差小于10%,单次测量时间短于2分钟.汞的结果不太理想,检测灵敏度相对偏低,与其原子辐射寿命较短有关.我们将采取脉冲放电延长汞原子辐射弛豫时间的措施来改进汞元素的分析灵敏度,使其达到较高水平.

市域快线长大区间故障救援与配线设置探讨

市域快线站间距通常远大于常规地铁线路,在市域快线长大区间中采用常规地铁的故障救援模式及救援速度可能导致救援时间过长。为了提高市域快线长大区间故障救援效率,以广州市规划的首条160 km时速市域快线为例,在分析常规地铁故障救援流程、救援速度和救援时间的基础上,对市域快线故障救援速度进行探讨,进而设计了长大区间设置渡线和设置停车线2类方案,与无配线方案在救援时间、后续堵塞列车疏散效率等关键指标上进行综合比选,最后提出不同的区间停车线形式并进行了对比分析。研究表明:在长大区间设置停车线的方案救援功能较好,建议在工程条件允许时优先采用;不同的区间停车线形式各有优劣,应根据实际情况综合考虑运营功能和工程规模后选择。

赣南脐橙中的铜的激光诱导击穿光谱检测分析

为了验证激光诱导击穿光谱技术对农产品重金属元素检测的可行性,以实验室经硫酸铜污染的赣南脐橙为研究对象,并以CuI 324.75 nm为分析谱线,用波长为1064 nm的Nd∶YAG激光器在实验室正常大气条件下,对脐橙样品做时间特性和能量特性影响的实验,通过信背比的计算比较,得到最佳延迟时间为1200 ns,最佳的激光能量为100 mJ,且相对标准偏差为10.32%。然后在这一实验参数下,对6个含不同Cu浓度的脐橙样品进行实验,建立Cu元素浓度与其特征光谱强度之间的定标曲线,线性拟合相关系数为0.96,通过定标曲线计算得到Cu的检测限为10.81μg/g。由此表明:应用激光诱导击穿光谱技术检测赣南脐橙中的重金属Cu是可行的,但检测限有待进一步降低。

应用LIBS技术检测食盐中的镉

为了实现食盐中重金属镉(Cd)的快速定量检测,以193nm的自制准分子激光器作为激发光源,通过外部添加重金属元素Cd制作了8组食盐样品,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,选取CdⅠ228.8nm特征谱线作为分析线,进行了理论分析和实验验证。结果表明,延迟时间为1.5μs时,能够获得较好的光谱强度和信背比;谱线强度与Cd的质量分数具有很好的线性关系,拟合度为0.984,预测相对误差小于7%,检测限为0.65mg/kg。LIBS检测技术不仅具有快捷方便、无需繁琐样品准备等优点,而且具有较高的检测精度,是一种在食品安全快速检测领域中非常新颖的、有潜力的检测技术。

激光诱导击穿光谱技术用于大气气溶胶中Cr元素的检测

大气气溶胶中重金属污染物能够对生态系统甚至人体造成不利影响,因而对其中重金属污染物进行检测和分析是有必要的。利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,对持续收集20 min的大气气溶胶进行金属元素的定性分析和有毒重金属的定量分析,并重点研究了在本实验系统下气溶胶中Cr元素的LIBS分析谱线。随后经归一化处理研究了大气气溶胶中Cr元素强度与中国环监总站公布的PM2.5和PM10含量之间的关系,通过建立重金属元素的定标曲线检测了气溶胶样品中重金属元素的含量,并计算了相关重金属元素的检测限。实验结果表明,大气气溶胶中含有Cr、Na、Mg、Al、Ca、Fe、Ba等金属元素,其中Cr元素谱线强度与中国环监总站公布的PM2.5、PM10数据成正相关,尤其与PM2.5数据相关性更好。本实验建立的重金属元素定标曲线相关系数R2在0.995~0.997之间,检测限在1.9~3.6 mg/kg之间,表明该方法可以用于快速检测大气气溶胶中的重金属元素含量。

激光诱导击穿光谱对四种香的快速检测

激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy)作为一种极具前景的分析和测量技术应用日益广泛。对四种香(艾草香、藏香、檀香、沉香)样品进行了激光等离子体光谱测量和分析,得到了样品中元素的成分;并且对四种香样品中的Cu,Mn,Ca和Fe四种金属元素典型谱线的强度进行了统计分析和元素含量的对比。基于等离子体的局域热动力学的平衡模型,计算了Ca元素的等离子体温度。实验结果为采用激光诱导击穿光谱对香品成分进行快速检测和分析的可行性提供了依据。

基于激光诱导击穿光谱的微生物种类鉴别研究

建立了激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)全光学诊断方法,对微生物种类进行快速鉴别。制取10种微生物样品,优选滤纸为富集载体,采集等离子体羽时间演变形貌图及LIBS光谱指纹图分析了鉴别微生物种类的可行性;运用九点平滑(Nine smooth,9SM)、多元散射校正(Multiple scatter correction,MSC)对波长范围200~420 nm和560~680 nm微生物LIBS全谱数据进行了预处理;分析比较了主成分分析(Principal component analysis,PCA)、随机森林结合主成分分析(Random forest combined with principal component analysis,PCA-RF)两种方法对微生物种类的鉴别结果。结果表明,运用一定的数据预处理方法,采用PCA-RF算法对10类微生物种类鉴别,训练集总准确率为99.6%,预测集总准确率为96.7%,说明选择合适的LIBS光谱预处理及模型构建方法,对微生物种类的快速准确鉴别具有可行性。

基于激光诱导击穿光谱的煤质快速分析研究及应用

煤电是我国的主力电源,也是碳排放的主要来源,实现煤质快速检测有利于提升煤电机组的安全、低碳和经济运行水平,促进电厂智能化发展。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一项新兴的快速测量技术,具有无需复杂样品预处理、多指标同步分析、适用于在线测量等优点,在煤质快速检测领域具有良好的应用前景。对本团队近年来在LIBS煤质检测领域的基础研究和应用开发成果进行了总结和展望,重点概括了LIBS检测煤质中遇到的主要问题及解决方案,展示了LIBS技术在煤质快速检测领域的应用潜力。

指纹光谱病原菌快速检测研究进展与趋势

病原菌检测对于保障饮用水和食品安全,应对突发公共卫生事件至关重要。现行检测标准或方法存在操作耗时费力,成本高等缺陷,难以满足现代社会高时效性要求,因此开发操作简单、低成本的病原菌快检技术迫在眉睫。近年来,随着激光技术和光电探测技术的高速发展,能够快速获取微生物指纹信息的激光光谱引起了研究者的广泛关注,其中表面增强拉曼光谱(SERS)和激光诱导击穿光谱(LIBS)由于具有快速、原位无损或微损检测等优点,在病原菌快速检测领域广受关注。SERS作为一种分子振动光谱技术,是在常规拉曼(Raman)光谱中引入具有光学信号放大作用的贵金属纳米结构,实现Raman信号数量级的提升同时能够猝灭荧光,因此可以快速获取目标分子的指纹光谱信息。然而受贵金属纳米粒子的材质、形貌、大小等自身属性,以及与待测物距离等多种因素的影响,重现性仍然是SERS在细菌检测中的一大瓶颈。LIBS作为一种新兴的原子发射光谱技术,具有多元素实时检测的能力,可以快速获取样品包括微量和痕量元素在内的所有元素信息。LIBS进行细菌分类和鉴别时,为了降低基底、共存基质的元素干扰,需采集大量纯培养细菌的光谱数据,不仅增加了检测周期,同时带来定性定量难两全的局面。结合SERS和LIBS技术在病原菌快检领域的研究现状,综述了两类方法各自的优势和局限性,并对其在病原菌快速检测领域的发展趋势进行了展望,为开发基于激光光谱的病原菌快检技术提供参考意见。

快速热氮化超薄SiO_2膜特性的研究

本文主要研究了超薄快速热氮化(Rapid Thermal Nitridation)SiO_2膜在高电场下的电特性和抗辐照特性,采用AES和XPS等技术分析了RTN SiO_2膜的成份和结构。与同厚SiO_2膜相比,RTN SiO_2膜具有许多明显的优点,在同样条件下,当电场强度E≈1.5×10~7V/cm时,击穿时间t_(bd)比SiO_2的约高两个量级;在经过剂量高达10~7rad的Co^(60)辐照后,SiO_2膜的界面态密度及漏电流均增大1—2个量级,而RTN SiO_2膜的变化非常小。

基于激光诱导击穿光谱的大米Cr元素检测

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种元素快速分析的光学检测技术.在工业化发展进程中,重金属污染时刻威胁着大米等粮食作物生产地的安全性.以四川地区常见的Cr元素污染为例,采用双脉冲LIBS技术对市面上购买的五种地区大米中的Cr元素进行定量分析,并与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测结果进行对比.结果显示LIBS测量误差满足相对误差标准,证明了LIBS方法具有对元素进行快速定量分析的能力,是检测大米重金属元素含量的一种有效手段.

配网故障快速复电系统建设及应用

文章提出了一种实现配网故障快速复电的信息系统模型。该信息系统模型以营配一体化平台为基础,集成了计量自动化、配网自动化、调度自动化、客服等系统的信息,实现了故障监控、报障过滤、故障预判、指挥调度、智能分析、移动作业等功能,为故障快速响应、沟通和复电提供信息支持。经过在深圳供电局有限公司1年多的应用证明,该系统在提升故障管理水平、减少用户故障停电时间和提高客户服务水平方面发挥了重要作用。

激光诱导击穿光谱法在空气中定量测定土壤中氮元素方法的研究-基于CN分子谱线

土壤中氮元素的快速检测在现代农业中有重要意义,传统方法前处理复杂不适合现场快速检测。激光诱导击穿光谱法已被证明可以用来对土壤中的元素进行检测,但对于土壤中的氮元素检测,如何规避大气环境中氮气的影响是不可回避的问题。提出了一种基于激光诱导击穿光谱法的空气中土壤全氮检测方法,通过对不同土壤标准样品的CN(388.3nm)分子特征谱线对比分析并建立了分析模型,结果显示,可以很好地规避大气中氮元素的影响,其检出限小于0.14%。对比于N(746.8nm)处的原子特征峰在空气中和氩气中的分析结果,其优势非常明显。

大型水轮发电机部分技术合同中关于定子线棒瞬时击穿电压试验要求的意见

本文作者对大型水轮发电机部分技术合同中关于定子线棒工频击穿电压的要求提出了自己的观点和看法,认为某些技术合同存在与通用标准规定不一致的现象。为保证产品质量,统一正确的产品质量辨别标准和方法,寻找到了部分佐证与读者共享。