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基于谱线组合的激光诱导击穿光谱元素浓度测量方法技术

技术编号:6898103 阅读:360 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
基于谱线组合的激光诱导击穿光谱(LIBS)元素浓度测量方法,用在LIBS测量系统上。先用LIBS系统得到定标样品的光谱,选择目标元素的一条原子谱线和一条离子谱线,对这两条谱线的强度进行归一化然后加权得到组合强度,加权系数应使得定标样品的组合强度的波动最小。随后用单个或多个组合强度建立定标模型,即拟合出元素浓度和组合强度之间的函数关系。对于待测样品,先用LIBS系统得到其光谱,使用已求得的加权系数对相应的原子谱线和离子谱线的归一化后的强度进行加权得到待测样品的组合强度,然后代入定标模型中即可得到目标元素的浓度。该方法可降低等离子体参数的波动对LIBS元素浓度测量的影响并提高测量的精准度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。方法的基本原理是在激光诱导等离子光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)技术中,选择特定的一条原子谱线和一条离子谱线,对其谱线强度进行组合,得到组合强度,并利用组合强度进行定标和预测,从而降低LIBS元素浓度测量的不确定度,并提高定标优度和预测精度。
技术介绍
LIBS技术的基本原理是将激光聚焦并击打在样品表面以形成高温、高电子密度的等离子体,然后用光谱仪记录等离子体发射的光谱信息用于分析样品的元素成分和浓度信息。该技术的主要优点有1)几乎适用于各种样品(固、液、气);2)响应快,可用于实时测量;3)很少或者不用制备样品;4)对样品基本无破坏;5)能够实现全元素分析。这些优点使得激光诱导击穿技术广泛适用于很多领域。在LIBS元素浓度测量中,由于激光能量的波动以及激光-样品相互作用的波动, 所产生的等离子体特性(形状、温度、电子密度等)也会产生波动,会导致测量的不确定度, 这阻碍了 LIBS元素浓度测量精度的提高和商业化发展。因而降低信号的不确定度一直是 LIBS研究的一个重要方向。目前,传统的单变量模型都选择一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于谱线组合的激光诱导击穿光谱元素浓度测量方法,其特征在于该方法包括如下步骤:1)对于各元素浓度已知的一个定标样品,在其表面选定n个不同的位置,利用激光诱导击穿光谱测量系统在这n个不同位置进行检测,每个位置得到一幅包含各个元素原子和离子特征谱线的光谱;2)对于选定的不同的m个定标样品,重复步骤1),即得到每个定标样品在n个不同位置的包含各个元素原子和离子特征谱线的光谱,共m×n幅光谱;3)将待测量的元素定为目标元素,从定标样品的光谱中选择目标元素的一条原子特征谱线和一条离子特征谱线,求出各个定标样品各个位置的相应的原子特征谱线和离子特征谱线的强度,并对各个谱线强度进行归一化,归一化后的原子...

【技术特征摘要】
1.基于谱线组合的激光诱导击穿光谱元素浓度测量方法,其特征在于该方法包括如下步骤1)对于各元素浓度已知的一个定标样品,在其表面选定η个不同的位置,利用激光诱导击穿光谱测量系统在这η个不同位置进行检测,每个位置得到一幅包含各个元素原子和离子特征谱线的光谱;2)对于选定的不同的m个定标样品,重复步骤1),即得到每个定标样品在η个不同位置的包含各个元素原子和离子特征谱线的光谱,共mXn幅光谱;3)将待测量的元素定为目标元素,从定标样品的光谱中选择目标元素的一条原子特征谱线和一条离子特征谱线,求出各个定标样品各个位置的相应的原子特征谱线和离子特征谱线的强度,并对各个谱线强度进行归一化,归一化后的原子和离子谱线强度分别记为IIi,j和IIIi,j其中上标I代表原子、II代表离子,下标i,j代表第i个定标样品的第j个位置,其中i和j为正整数,i = 1,2,…,m,j = l,2,…,η;4)对和IIi,j和IIIi,j进行加权得到组合强度Ii,j,/,7 = a.IIi,j +(1-α)ΙIIi,j,a为加权系数,确定加权系数a的方法为在0到1之间变化a的值,直到组合强...

【专利技术属性】
技术研发人员:王哲李政侯宗余李立志袁廷璧
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:11

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