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AvaLIBS激光诱导击穿光谱测量系统

        AvaLIBS激光诱导击穿光谱测量系统,可以对固体、液体、气体中元素做快速定性定量分析。AvaLIBS的光谱分析范围是200-1070 nm,光学分辨率0.1nm(FWHM),检测灵敏度达到ppm级。


        特点:

  • 宽光谱,高分辨率光谱分析(波长范围200-1050 nm,光学分辨率0.1 nm)
  • 快速定性定量分析
  • ppm级检测灵敏度
  • 应用领域包括了材料分析,环境监测,地质勘探,文物鉴定等等


        AvaLIBS工作原理

        激光诱导等离子光谱(LIPS)或者更常见的叫法激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种原子发射光谱,它使用脉冲激光器作为激发源。激光脉冲(典型值10 ns)聚焦到被测物体的表面,使被测材料表面的激光功率密度超过1 GW/cm2。在如此之高的激光功率密度作用下,被测材料表面就会有几微克的物质被喷射出来同时材料表面还会产生寿命很短但亮度很高的等离子体,其瞬间温度可达10,000 ?C 。冷却过程中,处于激发态的原子和离子从高能态跃迁到低能态,并发射出具有特定波长的光辐射。探测系统可以使用高灵敏度、高分辨率、多通道光纤光谱仪AvaSpec-2048-X进行测量,每个通道均有2048像素线阵CCD探测器。采集到的200-1050 nm宽光谱数据传送给应用软件进行分析。



        高灵敏度、高分辨率、多通道光谱仪
        AvaLIBS系统可以配置单通道、双通道、三通道、四通道或多通道光谱仪(USB2.0平台可支持10个通道),由仪器主板上的微处理器控制,使得不同通道间可以实现同步采样。精确的同步数据采样可以使光谱仪快速读出数据,所以可以用来对瞬态事件进行监控,如用光谱仪的不同通道来监测脉冲激光器诱导的等离子体光谱。并且提供动态链接库(DLL)接口软件包,您可以方便地基于光谱仪编写二次开发应用软件。


        应用领域

1、材料的远程无损分析,定性和识别。

2、危险材料 (高温、放射性、化学毒性材料) 的远程探测和元素分析

3、存储容器的放射性污染的现场检测 (玻璃化的高等级废料、中间级废料)

4、不易接近环境中钢材的现场成分分析 (核反应堆压力容器等)

5、废料回收过程中快速鉴别金属和合金

6、关键部件在制造和装配过程中的绝对金属鉴定。

7、对液态金属和合金进行过程控制时的在线成分分析 (如钢中的碳、硅、磷等含量的测定)

8、对液态玻璃进行过程控制时的在线成分分析 (如铁、铅等含量的测定)

9、对淹没在水中的材料进行现场识别 (如金属、合金、陶瓷、矿物质、放射性材料等)

10、对物体表面涂层的深度轮廓分析和成分分析 (如电镀钢、塑料膜层、油漆中的重金属等)

11、空气中微粒的在线监测 (如烟囱排放监测)

12、复杂形状物体的成分分析


        AvaLIBS的激光器

        激光器的选择可以有两种:一种选用单波长激光1064 nm;另一种选用双波长输出1064 nm & 532 nm。脉冲能量可选50 mJ、100 mJ或200 mJ。激光的溶化和等离子体的形成跟样品类型有关,因此对于不同的样品有着不同的能量要求。对于金属材料,采用50 mJ激光器。对于非金属和高OH-材料,200 mJ激光器更适合应用。而对于液体样品,可以采用双波长激光器,样品中的氧化物质会减缓等离子体的形成,所以需要另一波长的激光来增强等离子体的形成。

        其它特性
无需样品预处理

        AvaLIBS可以直接对材料进行分析,而不需要对材料做任何预处理。但如果样品表面涂覆有其它物质(比如氧化的或者涂层的钢材)时,则要用激光先把样品表面的涂层清理干净。激光清除过程的效率取决于材料种类及激光能量。此外,激光等离子体所产生的超声波对去除半流体或者粘性污物有非常好的效果。例如,可以分析表面裹有几厘米厚OH矿泥的金属。

定量分析微量元素

        AvaLIBS做过标定后就可以对基体材料中的微量元素进行定量分析,比如分析钢材中的铬,铝合金中的镁,玻璃中的铁,硫酸铜中的铜等。标定时要使用经过鉴定的样品材料,这个样品材料与被测材料具有相同的基体,但含有不同含量的被分析元素。在分析时通常采用所谓的“内部标准化”的过程,即把被分析元素的谱线强度和基体材料的谱线强度进行比较,这样就可以减少由于激光的脉冲 - 脉冲能量不一致性所导致的等离子体条件变化对测量结果的影响。AvaLIBS测量的灵敏度与许多因素有关:分析元素和基体材料的结合方式,测量距离,以及是否需要遥测等。测量结果的正确性可优于10%,精度可优于5%。


技术数据


 性能参数









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