激光誘導擊穿光譜儀(LIBS)是一種以激光為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜。與傳統(tǒng)AAS、ICP-OES及火花源原子發(fā)射光譜等分析手段相比,LIBS屬于非接觸測量,可以完成核電、核工業(yè)、爆炸物、火星土壤及工業(yè)的在線遠距離遙測分析,從而實現(xiàn)對高溫、高壓或輻射等特殊工作環(huán)境中未知樣品的定性及定量分析,是傳統(tǒng)分析技術的有力補充。
儀器組成及工作過程:
LIBS遙測分析系統(tǒng)通常由于激光器、激光聚焦光路、望遠鏡收集系統(tǒng)、光譜儀及控制系統(tǒng)組成。激光器發(fā)射出的激光經(jīng)擴束后,聚焦到遠處的樣品,利于激光與物質相互作用產(chǎn)生的高溫等離子體,由望遠鏡接收系統(tǒng)采集光譜信號,接收到的光譜信號經(jīng)光纖傳輸至光纖光譜儀,光纖光譜儀通過分光及檢測,通過上位機顯示定性及定量分析的結果。
整機設計特點:
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基于卡塞格林望遠鏡系統(tǒng)設計,激光器及望遠鏡參數(shù)可以獨立設置,增加儀器的靈活性;
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遙測距離1~10 m,具有自動對焦功能,通過激光測距后,帶動激光聚焦及望遠鏡副鏡聚焦的兩個電機聯(lián)鎖動作,自動尋找到的聚焦及收集位置;
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望遠鏡主鏡及副鏡鍍膜,可以增強200~400 nm波長范圍之間的光譜信號強度;
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激光發(fā)射光路與望遠鏡收集光路分開,避免使用二向色鏡,從而減小能量損失,可以實現(xiàn)較遠距離的遙測,同時提高分析靈敏度;
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光學平臺置于云臺上,可以通過軟件控制云臺的水平及俯仰運動,從而實現(xiàn)不同方位樣品的定性及定量分析,云臺水平可360°旋轉,俯仰角度為±10゜;
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軟件具備預剝蝕、積分脈沖個數(shù)、脈沖能量、脈沖頻率等的設置功能;
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軟件可實現(xiàn)光譜儀與激光器的同步,采集延時時間、采集時間,控制不同類型光譜儀;
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軟件可根據(jù)光譜儀分辨率,進行自動尋峰,提供譜線干擾信息;
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內(nèi)標線與分析線隨機組合,依據(jù)線性相關系數(shù)選擇分析線對;
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推薦每一元素若干條特征分析譜線,根據(jù)推薦譜線進行定量分析;
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可以批量導入txt或excel文件,具有多張譜圖疊加,多塊CCD譜圖拼接功能。
主要技術參數(shù)
激光器 | 型 號 | DAWA 300(鐳寶光電) |
電源及制冷機供電 | 交流電220 V-50 Hz-10 A | |
輸出能量 | 1064 nm-300m J | |
脈沖頻率 | 1~10 Hz | |
脈沖寬度 | 7.5 ns @ 1064 nm | |
發(fā)散角 | ≤1 mrad @ 1064 nm | |
光斑直徑 | 5 mm | |
光譜儀 | 波長覆蓋范圍 | 186~1000 nm |
分辨率 | 200~500 nm: 0.1 nm 500~1000 nm :0.5 nm | |
電路固有延時 | 1.2 µs | |
最短積分時間 | 1.05 ms | |
卡塞格林望遠鏡 | 系統(tǒng)焦距 | 212.3~788.2 mm |
有效口徑 | 160 mm | |
主副鏡間距 | 199.12-282.6 mm | |
工作波段 | 190~1100 nm | |
遙測范圍 | 1~10 m | |
紫外鍍膜反射率 | 大于80% | |
儀器整機 | 外形尺寸 | 1500*860*1620 mm |
整機重量 | 300 kg | |
輸入電壓 | 220 V | |
輸入功率 | 2500 W |