激光诱导击穿光谱技术

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激光诱导击穿光谱技术

激光诱导击穿光谱技术
将样品和消化试剂放在密封罐内,置于150℃烘箱中保温 2h,在一定的压力下,对样品中的有机物进行湿法破坏。
因密闭容器,蒸气不会逸散损失,消化试剂利用率高, 消化时间短。 消化完成后,消化液可直接用于测定。 消化时,样品用量一般小于lg, 加入30%过氧化氢和l滴硝酸作为消化试剂, 经加热分解,过氧化氢和硝酸均生成气体逸出,故空白 值较低。 但该法要求密封程度高,压力密封罐的使用寿命有限。
(文字内容多,回顾、复习用)
二、激光诱导击穿光谱技术
(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)
重 点 !
三、激光剥蚀电感耦合等离子质谱技术
(Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, LA-ICP-MS)
激光诱导击穿光谱技术和 激光剥蚀等离子体质谱联用技术 原理及其食品检验应用
南华大学 公共卫生学院 卫生检验系
吕昌银
Email:lchy1955@ 2015.05.23 湖南 湘潭 CDC
1
讲授主要内容
一、食品样品的传统前处理技术
(The traditional Pretreatment technology of food sample)
酸、水及氮氧化物。
硫酸与碱土金属(如钙、镁、钡、铅)所形成的盐类在水中的溶解 度较小。
9
(2)常用的传统消化方法 硫酸消化法 硝酸-高氯酸消化法
硝酸-硫酸消化法
硝酸消化法
10
(3)消化操作技术 敞口消化法
Digestion in Open Container/ Open Digestion

激光诱导击穿光谱数据特征自动提取方法研究

激光诱导击穿光谱数据特征自动提取方法研究

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种通过激光诱导击穿样品并测量所产生的辐射光谱来分析样品成分的技术。

随着激光技术的发展,LIBS在冶金、环境监测、食品安全等领域得到了广泛的应用。

在实际应用中,光谱数据的分析对于提取样品的特征信息至关重要。

如何快速高效地提取激光诱导击穿光谱数据的特征成为了研究的热点之一。

本文针对激光诱导击穿光谱数据的特征自动提取方法展开研究,通过对相关文献的综述和实验研究,总结了目前常见的激光诱导击穿光谱数据特征自动提取方法,并提出了一种基于机器学习的新方法。

1. 基于特征工程的方法在传统的方法中,研究者们通常会通过专业知识和经验,提取激光诱导击穿光谱数据中的特征信息。

这些特征信息可以包括波峰强度、波峰位置、谱线宽度等。

然后利用数学统计方法对这些特征进行分析和处理,从而得到样品的成分信息。

虽然这种方法在一定程度上可以取得不错的效果,但是需要依赖领域专家,并且提取的特征可能不全面、有一定主观性。

2. 基于机器学习的方法近年来,随着机器学习技术的发展,人们开始尝试利用机器学习方法来自动提取激光诱导击穿光谱数据的特征。

对于这种方法,研究者们通常会将原始的光谱数据输入到机器学习模型中,让模型自动学习和提取其中的特征信息。

在经过足够数量的训练样本和模型训练之后,这种方法能够达到比较理想的效果。

3. 基于深度学习的方法除了传统的机器学习方法,深度学习技术也被应用于激光诱导击穿光谱数据的特征自动提取中。

深度学习模型可以通过多层神经网络自动学习数据中的特征,并且对于复杂的非线性关系具有较强的表征能力。

基于深度学习的方法在激光诱导击穿光谱数据特征提取方面也展现出了良好的潜力。

在激光诱导击穿光谱数据特征自动提取方法的研究中,我们提出了一种基于深度学习的新方法。

具体来说,我们设计了一个卷积神经网络模型,将原始的光谱数据输入到模型中,让模型自动学习数据中的特征信息。

经过大量的实验验证,我们发现这种方法能够有效地提取激光诱导击穿光谱数据的特征,并且相较于传统的方法具有更高的准确性和鲁棒性。

激光诱导击穿光谱技术及其在药学中的应用

激光诱导击穿光谱技术及其在药学中的应用

激光诱导击穿光谱技术及其在药学中的应用摘要:激光诱导击穿光谱法是一种基于原子发射光谱和激光等离子体发射光谱的元素分析方法。

自LIBS问世以来,就被公认为是一种前景广阔的技术。

LIBS实验方法简单,在微小区域分析可弥补传统元素分析方法的不足,除了用于传统的实验室分析外,LIBS还是一种为数不多的可手持、便携式的元素分析技术。

由于无需复杂的前处理过程,LIBS技术简便、快速,非常适合大批量样品的快速、现场或在线检测,正在为分析领域带来众多的创新应用。

关键词:激光诱导等离子体;激光诱导击穿光谱;元素分析;定性;定量引言:激光诱导击穿光谱技术(LIBS)基于原子发射光谱和激光等离子体发射光谱,是一种正在发展中的对样品中元素成分进行快速、现场定性定量检测的分析技术。

本文介绍了LIBS的由来、基本原理、实验装置和实验方法特点,综述了LIBS在药学方面的应用。

分析得出LIBS技术应用方便快捷,能快速辨识药品真伪且应用前景广泛,有利于药品市场的质量监管,在药物分析中将获得更为广泛的应用。

1激光诱导击穿光谱技术的概述激光诱导击穿光谱技术(laserinductedbreakdownspectroscopy,LIBS)是一种原子发射光谱技术,适用于所有物质(气态、液态、固态),具有快速、微损、样品准备简单和多元素同时探测等优点,广泛地应用于爆炸物检测、文化遗产、生物医学分析、土壤重金属检测、地质分析、食品安全等领域。

利用LIBS技术和化学计量学方法结合可实现待测样品的分类识别。

2在药学领域的应用2.1化学药品LIBS技术在药物分析领域的应用已获得成功,非常适合用于药品生产质量控制、过程分析和监控。

由于在气体和液体样品测量中涉及相对复杂的辅助装置,较低的采集效率、容易导致的样品溅射污染等缺点,LIBS更适合用于固态包括粉末状压制成片剂后的样品分析。

以下介绍LIBS用于片剂和包衣分析的一些代表性的研究。

LIBS可用于多组分片剂的实时分析,以特征的元素原子发射谱线(如药物中磷和润滑剂中镁)进行定量分析,实现组分相近药物的快速区分。

LIBS光谱分析系统

LIBS光谱分析系统

LIBS光谱分析系统LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,激光诱导击穿光谱法)是一种基于激光诱导击穿技术的光谱分析方法。

该方法通过激光脉冲对样品表面产生高温、高压等极端条件,使样品中的原子和分子发生电离和激发,进而产生特征的发射光谱。

通过对这些发射光谱的分析,可以得到样品中元素的定性和定量信息。

LIBS光谱分析系统由激光器、样品采集装置、光谱仪、数据处理软件等组成。

首先,激光器在样品表面产生高能量的激光脉冲,激活样品中的原子和分子。

然后,样品采集装置收集并导入发射光谱,并将光信号转化为电信号。

接下来,光谱仪对电信号进行光谱解析,将光信号分解为不同波长的成分。

最后,数据处理软件对获得的光谱数据进行处理和分析,从而得到样品中各种元素的定性和定量信息。

1.非接触性:LIBS是一种非接触性的光谱分析方法,能够对样品进行即时分析而无需样品的物理接触,避免了污染和损伤样品的可能性。

2.多元分析:LIBS不仅可以对样品进行定性分析,还可以对样品中各种元素的含量进行定量分析。

同时,由于LIBS可以同时测量多种元素,因此可以用于复杂样品的多元分析。

3.快速分析:LIBS能够在毫秒级的时间内完成一次光谱分析,因此非常适用于需要快速分析的场合。

4.可移植性:LIBS光谱分析系统体积小巧,便于携带和移动。

这使得LIBS可以应用于各种环境和场合,例如工业生产线、野外勘探等。

5.低成本:与传统的光谱分析技术相比,LIBS的设备和操作成本都相对较低。

这使得LIBS成为一种经济实用的分析方法。

总之,LIBS光谱分析系统是一种快速、准确、灵敏、经济的光谱分析方法。

随着技术的不断发展,LIBS在各个领域中的应用范围将会更加广泛,对于元素分析和材料表征等研究具有重要的意义。

中药鉴定新技术新方法及其应用

中药鉴定新技术新方法及其应用

中药鉴定新技术新方法及其应用中药鉴定一直是中医药领域的关键问题之一。

传统的中药鉴定主要依靠经验和观察,这种方法存在主观性和不确定性,容易导致判断错误,限制了中药质量的保障。

近年来,随着科学技术的不断进步,中药鉴定新技术和新方法不断涌现,为中药质量保障提供了更加准确和可靠的手段。

一、 DNA 条形码技术DNA 条形码技术是一种快速、准确鉴定植物物种的分子生物学技术,可以利用特定基因序列的差异性为不同的植物物种打上独特的“条形码”。

中药材是植物的不同器官组织,其 DNA 序列不同,可以通过 DNA 条形码技术进行区分。

DNA 条形码技术具有快速、准确、可靠、高通量等优点,已被广泛应用于药用植物鉴定、种质资源管理、药品质量控制等方面。

中国药典2015年版规定了一些植物药材的 DNA 条形码鉴定方法,包括麻黄、柴胡、青黛等。

还有公司研发出基于 DNA 条形码技术的中药快检仪,可以实现对中药材的快速鉴定。

二、高通量测序技术高通量测序技术是一种分子生物学技术,可以对 DNA 或 RNA 序列进行直接、快速且准确的分析。

这种技术可以在较短的时间内完成海量序列数据的产生和分析,为中药材的鉴定提供了更全面、更快速、更准确的手段。

近年来,有研究者利用高通量测序技术,对一些常见中药材进行了基因组测序和比较。

中医中药研究所在2018年对当归进行了基因组测序,解析了其基因组结构和功能,为当归的遗传改良和利用提供了科学依据。

同样,对于一些难以鉴别的中药材,如三七、川芎、地榆等,高通量测序技术也被应用于种质鉴定和品种保护。

三、毒理学鉴定技术中药毒理学鉴定技术是一种用于中药毒性评价的科学技术,可以通过各种方法评估中药的安全性。

这种技术可以为中药的临床应用提供一定的保障,避免药物毒副作用的发生。

中药毒理学鉴定技术包括细胞毒性评价、小动物毒性实验、基因毒性评价等多种方法。

细胞毒性评价和小动物毒性实验是常用的中药毒理学鉴定方法,可以评估中药对于细胞和动物的毒性反应,并且可以为中药药品的临床适用提供一定的安全保证。

激光诱导击穿光谱技术应用动态

激光诱导击穿光谱技术应用动态
21 年第3 00 期
分 析 仪 器

激光 诱 导 击 穿 光谱 技 术 应 用 动 态
马 艺闻 杜振辉 孟 繁莉 林 旺 徐可欣
( 津 大 学 精 密 测 试 技 术 及仪 器 国家 重 点 实 验 室 ,0 0 2 天 307)


激 光 诱 导 击 穿 光 谱 技 术 是 一 种 基 于原 子 发 射 光 谱 学 的 物 质 成 分 和 浓 度 分 析 技 术 。随 着 激 光 器 及 光
属合 金成 分 的检测 分析 。近年 的研 究主要集 中于如
度高, 可在 恶劣环 境条 件或是 远程 遥测 条件下 , 现 实
多组 分 、 位 、 线 、 时 、 量检测 。 原 在 实 痕
何 降低基 体 效 应 、 高 分 析 精 度 及 降低 检 出 限 等 。 提
崔执 凤等 人 E 采 用 L B 8 ] I S技术 对铅 黄 铜合 金 的激 光 诱导光 谱特 性进 行 了实验研 究 , 析 了靶点 位置 、 分 激
l 引 言
激光 诱 导 击 穿 光 谱 技 术 (ae— d cd be k 1sr n u e ra — I d wns etoc p ,L B ) 光 谱 分 析领 域 一种 崭 o p crso y I S 是 新 的分析 手 段 I 。 自 1 6 1 ] 9 2年 B eh最 先 提 出 了用 rc 红宝 石微 波激射 器诱 导产 生等 离子体 的光谱 化学 方 法后 , I S技术 被 广 泛应 用 于 固体 、 体 和 气 体 等 LB 液 各个领 域_ 。该技 术基 于原 子光 谱 和离 子 光谱 的 2 ] 波长 与特定 的元 素一 一 对 应 , 而且 光谱 信 号 强 度 与 对 应元 素的 含量具 有 一 定 的量 化 关 系 , 用 高 功率 利 激光 与物质相 互作 用 产 生 瞬态 等 离 子 体 , 并采 用 光

激光诱导击穿光谱技术

激光诱导击穿光谱技术

激光诱导击穿光谱技术(LIBS )姓名:李记肖学号:3114313040班级:电子硕4128班邮箱:465471316@1激光诱导击穿光谱技术(LIBS )简介激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS,是由美国Los Alamos国家实验室的David Cremers研究小组于1962年提出和实现的。

自从1962年该小组成员Brech最先提出了用红宝石微波激射器来诱导产生等离子体的光谱化学方法之后,激光诱导击穿光谱技术开始被广泛应用于多个领域,如钢铁成分在线分析、宇宙探索、环境和废物的监测、文化遗产鉴定、工业过程控制、医药检测、地球化学分析,以及美国NASA的火星探测计划CHEMCAM等,并且开发出了许多基于LIPS技术的小型化在线检测系统。

2LIBS发展概况自1960年世界上第一台红宝石激光器问世,两年后Brech和Cross就实现了固体样品表面的激光诱导等离子体,开启了LIBS技术的历程。

1963年,调Q激光器的发明大大促进了LIBS技术的发展,这种激光器的单个短脉冲具有极高的功率密度,足以产生光谱分析所需的激光等离子体。

因此调Q激光器的发明被称为LIBS技术诞生的标志。

1965年Zel ' dovichnd Raizer把LIBS技术的应用延伸到气体样品。

70年代初,Jarrell-Ash和Carl Zeiss制造了世界上第一台工业应用LIBS设备,需要说明的是,这套LIBS设备中,短脉冲激光用于烧蚀样品,然后用电弧激发样品。

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)曾致力于LIBS分析技术的机理研究和应用,在1987年将其应用于乏燃料后处理工艺中铀浓度分析。

在八十年代,LIBS被应用于液体样品以及分析土壤中的金属及污染物。

德国卡尔斯鲁厄核中心从上世纪90年代初开始,致力于将LIBS应用于高放废液玻璃固化工艺控制分析,获得巨大成功,随后模拟高放废液玻璃固化体中27种元素的实时定量分析。

激光击穿光谱技术的原理与进展

激光击穿光谱技术的原理与进展

T 3/ 2 N D 1.72 10 1 / 2 ne
9
在典型LIBS条件下,离子的贡献可以忽略 ,上式变为
1 / 2
ne 2 w 16 10
LIP的电子温度
在等离子体局部热平衡LTE情况下,相同原子的两条谱线的强度
1 2 I1 Ag 1 1 1 exp I 2 A2 g 2 2 k BT
实验方法
典型系统
典型远程系统
平面光栅光谱仪
中阶梯光栅光谱仪
利用交叉色数,光谱仪具有高 分辨率与色散率,且体积较 小,是便携式 LIBS 中优先采 用对象。一个用于宽带样品分 析的中阶梯光栅的光谱仪,光 谱范围通常190——800nm。
/ 2500 ~ 10000
等离子体成像
LIBS 的特点
特点: ——对固体、液体、气体和气溶胶都有很好的取样分析能力; ——具有快速的元素分析能力,对分析样品不需或只要稍作预处理,从而增加了 检测通量,也更加方便和减少了污染发生的机会; ——取样量很少,一般是 数十 ng至数百 g。对样品不会产生实质性损损伤; ——能分析难以溶解与分解的坚硬物质,如陶瓷与超导体; ——局域的微区分析提供~1-100 m 的空间分辨能力; ——具有多元素同时分析能力;能分析包括 C, H, Li, B 及 Be 的轻元素(Z<12); ——具有远程的分析能力。LIBS 本质上是全光型技术,只要能对材料光学访问就 可进行分析; ——具有潜在的直接检测气溶胶(气体介质中的固体或液体粒子)能力。 不足: ——成本与系统复杂性的增加; ——难以获得适当的分析标准(半定量); ——干涉的影响(包括基体干涉,气溶胶干涉,粒子尺度的干涉); ——检测限不像解决技术问题那样容易建立; ——精度差,一般为5-10%; ——受高能激光脉冲的眼损伤的可能。
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激光诱导击穿光谱技术(LIBS)姓名:李记肖学号:3114313040班级:电子硕4128班465471316@qq.con 邮箱:1激光诱导击穿光谱技术(LIBS )简介激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy简称为LIBS,是由美国Los Alanos国家实验室的David Creners研究小组于1962年提出和实现的。

自从1962年该小组成员Brech最先提出了用红宝石微波激射器来诱导产生等离子体的光谱化学方法之后,激光诱导击穿光谱技术开始被广泛应用于多个领域,如钢铁成分在线分析、宇宙探索、环境和废物的监测、文化遗产鉴定、工业过程控制、医药检测、地球化学分析,以及美国NASA的火星探测计划CHEMCAM等,并且开发出了许多基于LIPS技术的小型化在线检测系统。

2 LIBS发展概况自1960年世界上第一台红宝石激光器问世,两年后Brech和Cross就实现了固体样品表面的激光诱导等离子体,开启了LIBS技术的历程。

1963年,调Q激光器的发明大大促进了LIBS技术的发展,这种激光器的单个短脉冲具有极高的功率密度,足以产生光谱分析所需的激光等离子体。

因此调Q激光器的发明被称为LIBS技术诞生的标志。

1965年Zel'dovich and Raizer把LIBS技术的应用延伸到气体样品。

70年代初Jarrell-Ash和Carl Zeiss制造了世界上第一台工业应用LIBS设备,需要说明的是,这套LIBS设备中,短脉冲激光用于烧蚀样品,然后用电弧激发样品。

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)曾致力于LIBS分析技术的机理研究和应用,在1987年将其应用于乏燃料后处理工艺中铀浓度分析。

在八十年代,LIBS 被应用于液体样品以及分析土壤中的金属及污染物。

德国卡尔斯鲁厄核中心从上世纪90年代初开始,致力于将LIBS应用于高放废液玻璃固化工艺控制分析,获得巨大成功,随后模拟高放废液玻璃固化体中27种元素的实时定量分析。

意大利国家原子分子物理研究所A.CIUCCI和M.CORSI等提出了一种无需“校准曲线”的LIPS定量化分析技术一CF・LIBS,进一步发展了LIBS技术在定量分析中的应用。

S.Palaneo 和serna 利用多元线性回归法来定量分析物质成分含量,以消除基体效应的影响,获得很好的效果。

3 LIBS基本原理脉冲激光束经透镜会聚后辐照在固体靶的表面,激光传递给靶材的能量大于热扩散和热辐射带来的能量损失,能量在靶表面聚集,当能量密度超过靶材的电离阈值时,即可在靶材表面形成等离子体,具体表现为强烈的火花,并伴随有响以上,等离子体中含有大量10000K声。

激光诱导的等离子体温度很高,通常在•激发态的原子、单重和多重电离的离子以及自由电子,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,用高灵敏度的光谱仪对这些光辐射进行探测和光谱分析分析,就可以得到被测样品的成分、含量等信2量级,光斑处物质蒸发、通常经过聚焦后的激光功率密度达到G W/气化息。

cm和原子化后电离,形成高温、高压和高电子密度的等离子体。

4激光诱导击穿光谱仪实验装置激光诱导击穿光谱的实验装置系统主要是由激光器、真空室、光谱仪和PC机组成。

图1激光诱导击穿光谱系统示意图4.1激光器激光诱导击穿光谱技术是在激光器发明之后才慢慢发展起来的一项测试技术。

激光器作为激光诱导击穿光谱必不可少的一部分,从它的发明到现在几十年来,激光器已经有了很大的发展。

目前用于激光诱导击穿光谱技术的激光器主要有以下四种。

红宝石激光器、轮铝石榴石激光器、气体激光器、准分子激光器。

这些激光如。

1- 200MW 瞬时激光功率可以达到左右的脉冲能量,1000mJ器一般都能提供果再利用聚焦镜把激光汇聚到样品上,其产生的能量足以将固体直接气化产生等离子体。

在激光诱导击穿光谱技术装置系统中,最常用的激光器是脉冲调Q的轮铝石榴石激光器。

这种激光器产生的脉冲宽度大约是在6-15 ns之间,能够满足激光诱导击穿光谱系统对激光能量的需要。

而且,轮铝石榴石激光器易于实现小型化,有利于激光诱导击穿光谱系统的便捷化。

4.2光谱仪在激光器之外,作为最终光谱的探测收集的装置,光谱仪也是激光诱导击穿光谱技术装置系统中另外一重要的设备。

光谱仪是用来测定光的波长、能量等性质的仪器,一般使用棱镜或衍射光栅和光电倍增管等组成,按波段区域分,一般有红外线、可见光、紫外线、微波、X射线光谱仪等不同波段的光谱仪;按分光元件的不同,可以分为干涉光谱仪、棱镜光谱仪和光栅光谱仪等;按探测方式来分,有直接用眼睛观察的分光镜,用感光胶片记录的摄谱仪,以及用光电或者热电元件探测光谱的分光光度计等。

在棱镜或者衍射光栅的作用下,由于不同波长的折射系数的不同,一束不可区分的不同波长的光在空间位置上被分散成不同波长的光。

而利用光电倍增管或者CCD等器件,可以探测出各种不同波长光的强度。

4.3真空室真空室中有两个石英窗口,一个石英窗口是激光入射窗口,另一个是光谱仪收集等离子体特征谱线的窗口。

真空室由真空腔和串联的机械泵、分子泵组成,可抽至0.0001 Pa o 依据实验的需要将样品暴露在大气中或者置于真空室内,由激光器发射出的激光束经聚光镜I聚焦后聚焦到样品上,激光仪以45。

角入射到样品上,聚焦的激光束在样品的表面激发出等离子体,等离子体辐射出来的特征光谱经聚光镜II聚焦后由光纤送入光谱仪中,再通过光谱软件在PC机上获得并且分析光谱数据。

5 LIBS研究进展LIPS技术由于其自身具有的特点,特别是在其他分析方法无法满足工农业的需要时,受到越来越多的尖注,更有不少科研工作者积极参与到这一领域来,推动这项技术向前快速发展。

・5.1国外研究进展情况近年来,随着高功率脉冲激光光源、分光系统、探测器件、高时间分辨测量技术、以及光谱数据处理软件的迅速发展,LIBS分析机理研究不断深入,应用的领域逐渐增多。

美国密西西比州立大学的DIAL (Diagnostic Instrumentation and Analytical Laboratory )实验室和Livermore 的Sandia 国家实验室利用LIPS技术实现烟气的在线测量,现已经开发了便携式的烟气在线分析仪。

意大利的Marwan Techno logy公司的MODI 系统和澳大利亚的XRF公司Spectrolaser Targe係统以及美国海洋公司推出的便携式LIBS2500plus系统,都已进入商业应用阶段。

美国宇航局喷气推进实验室于2009年发射的火星科学实验室(Mars Science Laboratory简称MSL),搭载LIBS仪器ChemCam,用于火星岩石成分的快速实时分析。

5.2国内研究进展情况国内的LIBS研究相对滞后些,近些年有更多的研究者尖注这一领域,从事LIBS的基础研究和应用产品的开发,如对激光等离子体的产生机理,以及激光脉冲宽度,脉冲能量,环境气体成分,压强大小,延迟时间等试验条件对等离子体的影响等方面进行了一定研究。

安徽师范大学的崔执凤等分析了激光诱导等离子体的时间分辨和空间分辨特性,计算并分析了激光诱导等离子体电子温度、电子密度的空间演化。

对靶点的位置、激光的功率密度、环境气体的性质和压力等因素对等离子体特性的影响进行了研究,以及在外加静电场下的激光诱导的等离子体中离子、电子特性进行了实验研究。

中国科学近代物理研究所的袁平等研究了激光参数与产生等离子体的尖系,脉冲能量和焦斑面积的尖系,激光等离子体的损失,在不同的激光功率密度下测定金属靶产生等离子体的离子价态变化,等离子体的漂移速度,不同金属产生等离子体的激光功率密度等。

中国科学院上海技术物理研究所的亓洪兴博士等人对LIBS仪器设备的研究和改进,利用基于普通CCD探测器对等离子体光谱进行测量,并利用定量化反演定标法的LIBS定量分析方法,取得很好的效果。

利用这套设备对土壤中的污染物进行定性的分析,显示仪器系统的良好性能。

钠、技术的内定标法对水溶液中的镁、LIBS中国科学技术大学的李静等利用・钾含量定量分析,发现各种元素的特征峰强度和含量间有很好的线性尖系,测量不锈钢中的铝、镭、钻、镇和钛等微量元素,获得满意的实验结果,对定量化研究不同物质各种元素含量提供了很好的借鉴意义。

钢铁研究总院姚宁娟等研制适用于冶金炉前样品的快速分析的LIBS仪器,是对LIBS 技术工业应用一种尝试,具有积极的意义。

6 LIBS技术应用6・1环境方面由于近几十年的工业发展,城市建设等因素导致环境污染日益严重,尤其是重金属污染、水体富营养化等越来越引起人们的重视。

这就迫切需要一种快速、原位、远距离、无需制样的技术来实现对环境污染物质的检测和监测。

LIBS可以满足上述要求,故被越来越多地应到环境保护领域。

同时LIBS可以检测分析任何形态的物质元素(液体,气体,固体),在对水体污染,危险有害废物,气体气溶胶污染物质的检测分析,定量计算等方面都有很广阔的应用前景。

6.2食品安全和营养学在食品安全和营养学方面,张大成等人利用LIBS技术对水果样品里的微量元素进行了检测研究,运用统计学方法分析比较了3种水果中的Ca、Na、K、Fe、Al、Mn等6种元素的含量差别。

华南理工大学卢伟业等人对复合肥中N、P和K元素含量的同步测量发现待测结果的平均相对误差小于8%质量分数,平均相对标准偏差小于7%质量分数,检测极限值分别为0. 16%,0. 21 %和0. 50%质量分数,从实验上证明了LIBS技术具有同步、快速、准确测量复合肥中三大营养元素的能力。

Rai等人用LIBS技术对苦瓜中的抗血糖痕量元素进行了定量检测。

6.3生物医药生物体是由各种元素组成的,据统计至少有40种化学元素存在于活的生物体中,每种元素都有其存在的作用,当人体缺少某种元素可能就会引起与其相尖的疾病。

LIBS结合现代医学技术可以针对每一种病例样品进行鉴定,为医学治疗提供有用的信息。

Matthieu等人通过对大肠埃希氏菌光谱分析,记录下多达100条谱线,为细胞的检测识别提供了丰富实用的数据。

Samek等人用LIBS检可以用于生物医学检测领域。

LIBS测了人体中的主要矿物质和毒素,验证了・6.2材料分析LIBS技术几乎可以对所有元素在不同形态下检测,所以在材料分析领域应用十分广泛。

陆运章等用LIBS技术对不锈钢中的金属元素进行检测定量分析。

Death等人应用主成分分析方法对铁矿石样品的成分进行分析,并建立模型。

W・Tawfik等人用便携式LIBS对铝合金6种痕量元素进行检测分析,得出了比其他研究成果要好的检出限。

6.3军事和太空领域得益于LIBS的远距离、在线、快速检测等特性,其在军事领域也有发展的立足点。

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