激光等离子体光谱测量影响因素分析

建立了一套激光等离子体光谱测量实验装置,以Nd:YAG调Q固体激光器(单脉冲平均能量38 mJ)为激发光源,铜合金为样品,得到了Cu原子辐射谱线随时间的变化情况,分析了系统中软、硬件因素对 测量的谱线影响。实验证明激光器输出能量波动、每个数据点的平均次数、靶面相对于透镜焦点的位置、接 受辐射的光纤束相对靶面法线的位置以及接受光纤束的有效通光口径都影响测量谱线的强度和重复精度。

激光等离子体光谱法用于测量水溶液中钙的浓度

采用激光等离子体光谱法在所建立的实验装置上测量水溶液中钙的含量,用调Q YAG:Nd激光作为激光发源。实验结果表明,钙含量与光谱线强度成正比。得到的最大相对误差为3·79%,可测得的最低钙浓度为0·3125%,线性相关系数为0·99287。实验证明该光谱分析法简便、可靠、具有较高的准确度。

激光等离子体光谱法用于测量硬质合金中钴含量

以Nd∶YAG调Q固体激光器为激发光源,YG系列硬质合金为样品在建立的实验装置上对钴的谱线进行了测量。实验显示钴的345.35 nm灵敏线强度随功率密度变化呈抛物形变化趋势,当功率密度大于1.2×108W.cm-2时谱线强度较强并且离散度较小。对YG系列硬质合金中钴含量的测定表明,钴的浓度与其谱线强度成很好的线性关系,测量的浓度最大相对误差为5.08%,测量结果可靠、具有较高的准确度。

激光诱导等离子体光谱元素成像技术研究进展及其在核材料检测领域的应用

激光诱导等离子体光谱(LIPS)元素成像技术以其具备测量不受辐射本底影响、测量速度快、样品制备相对简单、可远程分析放射性样品等优势在核材料检测领域展现出巨大的潜力。对激光诱导等离子体光谱元素成像技术的成像系统和数据处理两个方面进行综述,并对其研究进展和在核材料检测领域的应用进行综合分析,总结LIPS元素成像技术的优势与面临的挑战,对LIPS元素成像技术在核材料检测领域的发展趋势进行了展望。

激光诱导等离子体光谱直接探测气溶胶中的锶元素

气溶胶中锶元素的监测对于大气污染防治和工业设施排放监控具有重要意义。激光诱导等离子体光谱技术具有无需采样预处理、可原位快速检测等优势,在环境介质成分直接在线监测方面具有极大的应用潜力。介绍了基于实验室搭建的LIPS装置开展的气溶胶中锶元素的直接探测工作。利用整体平均法对气溶胶等离子体进行光谱分析,结果显示实验装置对锶元素的检测限为809μg/m3。对于低密度气溶胶光谱,条件分析法可以将平均光谱的信噪比提升8倍。基于实验结果讨论了含锶气溶胶统计学特性和数据分析方法的影响。气溶胶中颗粒物的密度对等离子体温度的影响极小,光谱强度变化直接反应了激光激发气溶胶颗粒物的数量。通过对条件分析法使用范围的讨论,提出在测量周期内利用累计光谱取代平均光谱,可将系统的灵敏度提升近3个数量级。实验装置的检测限达到1.3μg/m^(3),初步满足工业排放监测的需求。

激光微等离子体光谱分析法测定土壤中的铝钙

采用YJG-Ⅱ激光微区分析仪结合CCD光栅光谱仪构成的激光微等离子体光谱分析系统,在减压氩气环境下,以土壤标样为样品,测量了土壤中铝元素和钙元素的含量,对激光微等离子体光谱分析法定量分析土壤中元素的准确度与可行性进行了研究。实验中分别以AlⅠ394.40nm和CaⅡ396.85nm为分析线,采用"三标准试样法",由计算机拟合logI～logC工作曲线,对土壤中铝、钙进行了测量。结果表明:对此两种元素定量分析的相对标准偏差(RSD)最大为5.80%,定量分析结果与标准值的相对偏差最大为7.65%,说明该方法对土壤中铝、钙的测定满足分析精确度的要求。

激光诱导等离子体光谱技术应用于月球探测的可行性研究

阐述了激光诱导等离子体光谱技术的物理机制,分析了气压影响激光诱导等离子体光谱探测的机制和规律,建立了低气压环境下进行激光诱导等离子体光谱探测的试验装置,开展了不同等级低气压环境下的试验研究,通过试验数据具体量化了气压对激光诱导等离子体光谱探测的影响,进而论证了激光诱导等离子体光谱技术应用于月球探测的可行性.

金属材料的激光诱导等离子体光谱法成分分析的实验研究

以波长1064 nm的Nd:YAG调Q激光束为激发光源,对铜、镁铝合金和钢等金属材料的激光诱导等离子体光谱(Lips)进行了实验探测,并分析了延迟时间、环境气体等因素对元素光谱特性的影响。适当的延迟时间和氩气环境能显著地改善谱线的信噪比,从而提高元素含量分析的精度。

用于激光诱导等离子体光谱分析的便携式中阶梯光栅光谱仪设计(英文)

激光诱导等离子体光谱分析技术是一种非接触式实时检测技术,它已成为一种新兴的物质成分与浓度分析手段,并在工业生产等领域有着重要应用。为了使激光诱导等离子体光谱分析技术在极短的时间内同时获得全面的光谱信息,本文设计了一款波段范围为180～400 nm的轻小型中阶梯光栅光谱仪。通过分析其光学性能,确定了系统的结构参数,并对像差进行了分析校正。对汞灯特征光谱进行了测试标定,仪器光谱分辨率在253.652 nm处可达0.036 8 nm,满足激光诱导光谱分析技术对仪器光学性能的需求。

激光诱导等离子体光谱法(LIPS)测定不锈钢中微量元素

激光诱导等离子体光谱技术(LIPS)是一种非接触式实时检测技术,将其用于对钢铁成分检测,可满足大型钢铁企业高速化、连续化、自动化生产要求。以波长为1064nm的Nd∶YAG调Q固体激光器为激发光源,ICCD为探测器,标准不锈钢1Cr18Ni9Ti系列为样品在建立的LIPS实验装置上对样品中微量金属元素铝、锰、钴、钼和钛的含量进行了测量。实验中通过对ICCD工作的延迟时间和积分时间的合理设置得到高信噪比的谱线信号,在光谱数据处理时采用了基于基体效应的内标法。实验结果显示,测量元素的浓度与定标元素铁的浓度之比与它们的谱线强度之比均呈很好的线性关系,测试的五种微量元素探测极限不大于150μg.g-1。

克服大气环境干扰的激光诱导等离子体光谱技术研究

介绍了激光诱导等离子体光谱技术的工作原理,通过阐述激光诱导等离子体光谱产生的物理机制解释了大气分子干扰固态样本测量结果的原因,建立了既能够提供低气压工作环境又方便实用的激光诱导等离子体光谱探测装置,开展了低气压环境下的试验研究,证明了大气分子元素干扰固态样本测量结果的客观存在,同时证明了低气压环境能够有效避免或者缓解大气分子干扰问题的可行性。

激光诱导等离子体光谱用于煤中氧的定量分析

利用激光诱导等离子体光谱(LIPS)技术实现对燃煤电厂输煤管中煤质的在线检测对于提高锅炉燃烧效率具有重要的现实意义,但对煤中氧含量的测量却是个难题。提出了一种新的数据处理方法,主要包括内标法、最佳分析线选择法、温度校正法及多线法等,来提高对煤中氧含量定量分析的准确性和重复性。实验中先通过8组煤样获得了煤中氧的定标方程,然后又利用其它6组煤样来验证该定标方程的准确性。实验结果表明,利用本数据处理方法对煤中氧含量测量的绝对误差小于1.1%,多次测量的相对标准偏差(RSD)小于5.9%,显示了较高的测量精度和重复性。

激光诱导等离子体光谱法测定水溶液中镁、钠、钾含量

以Nd：YAG调Q固体激光器为激发光源，在建立的实验装置上应用激光诱导等离子体光谱技术对MgS04、KCl、NaCI组成的水溶液中Mg、K、Na含量进行了探测。实验显示，当水溶液中加入1％的FeCl3，并以Fe元素谱线作为定标线，且水溶液中Mg、K、Na的浓度范围分别为0．05％～2％、0．5％～2％、0．1％～1．5％时，测得的Mg、K、Na浓度与Fe的浓廛之比与它们的谱线强度之比呈很好的线性关系，线性相关系数分别为0．99783、0．99402、0．99267。

土壤激光诱导等离子体光谱环境气体增强特性研究

利用Nd:YAG脉冲激光器(波长:1064 nm)作为光源,在空气与Ar环境下激光诱导土壤等离子体,通过等离子体原子发射光谱分析了环境气体对土壤激光诱导等离子发射光谱特性的影响。实验研究了土壤激光诱导等离子体发射光谱时间演化特性,测定了土壤Cr元素的LIBS定标曲线。实验结果表明,环境Ar对土壤激光诱导等离子体发射光谱具有显著的增强作用,增加等离子驻留时间,改善元素浓度与光谱线强度之间的线性关系,提高土壤LIBS检测方法的灵敏度。

脉冲激光诱导Al等离子体的光谱特性分析

利用Nd:YAG脉冲调Q激光器在空气环境下诱导击穿Al金属样品,获得不同激光能量下Al等离子体的发射光谱。对激光入射波长进行选择,分析谱线强度和脉冲宽度与能量大小之间的变化关系。结果表明:532nm激光比1064nm激光对Al金属激发效果更好,激发出的300nm和396nm两条Al等离子体光谱信号强度均与入射激光能量成线性关系。

用激光诱导等离子体光谱法分析碳钢样品中碳元素的实验研究

激光诱导等离子体光谱法作为一种新兴的元素成份分析方法近年受到广泛关注,采用这种方法可以快速对物体进行元素成分的定量分析。在实验中用激光诱导等离子体光谱法(LIPS)来测量碳钢中的碳含量。将Nd:YAG激光器发射的激光聚焦到样品表面产生等离子体,选择等离子体发射光谱中的193.09 nm碳谱线进行分析。得到固态碳钢样品碳含量的定标曲线,检测限为460 ppm。这个结果说明LIPS方法可以用于钢铁中元素成份的直接定量测量。

激光诱导等离子体光谱仪实验装置的构建

激光诱导等离子体光谱仪是一种具有实时在线、非接触、多元素同时探测等优点的分析仪器。它无需制备样品,是钢铁冶炼中在线元素快速检测的仪器之一。本文将线阵CCD放置于罗兰圆上,搭建了一台紫外波段的激光诱导等离子体光谱仪实验装置,光谱分辨率达0.1nm,覆盖的光谱波段为235～260nm,主要用于检测钢铁材料中的C元素。实验结果表明,该系统的搭建是成功的。

激光烧蚀硬铝产生等离子体温度和力学效应测量

为了研究激光推进技术中激光与材料相互作用的机制,获取等离子体状态参数及力学参数,采用Nd:YAG被动调Q固体激光器烧蚀硬铝,通过激光诱导等离子体光谱技术测得等离子体光谱和温度,由冲量摆测得力学参数。实验结果显示:在激光功率密度0.534×108W/cm2时,靶材表面的等离子体温度在等离子体辐射过程中呈二次曲线衰减;改变靶材等离子体点燃阈值附近的激光功率密度时,随着功率密度的增加,等离子体温度、冲量耦合系数也随着增大,当功率密度达到靶材的等离子体点燃阈值时,各参数达到最大,此后随着功率密度增加,由于等离子体对能量的屏蔽作用,导致靶材表面的等离子体温度降低,等离子体获得的动能减少,靶材耦合的冲量降低。

环境气氛对激光微等离子体辐射强度的影响

采用YJG-Ⅱ激光微区分析仪、组合式多功能光栅光谱仪和CCD数据采集处理系统构成的激光微等离子体光谱分析系统,以国家标准土壤样品(BGW07411)为样品,在Ar,He和不同He-Ar混合的环境气氛下,以CaⅡ393.367nm,CaⅡ396.847nm为分析线,实验研究了土壤激光微等离子体辐射强度。研究结果表明,He-Ar混合气氛环境等离子体发光时间、辐射强度均好于单一He,Ar环境气氛。当He-Ar混合气体分别为:He66.7%,Ar33.3%时,等离子体辐射强度明显增强,并在此条件下研究了辅助电极高度对激光微等离子体辐射强度的影响。当辅助电极高度为3mm时,激光微等离子体的辐射强度达到最佳。

激光诱导空气等离子体的实验研究

本文利用激光诱导等离子体光谱技术(LIPS)测定一个标准大气压强下的空气所含有的元素成分。假设空气全部由氮和氧元素组成,利用自由定标模型获得空气中氮元素和氧元素的含量。由此验证激光诱导等离子体光谱技术进行定量分析的可行性,为其在等离子体定量分析中的应用奠定基础。