工程热物理及热能与动力工程课程论文

LIBS测量技术简单介绍

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主要内容

应用领域

测量原理及其优缺点

测量例子(化肥主量元素测量)

工作展望

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应用领域LIBS测量技术将会随着其技术的 完善，会有越来越广泛的应用.

植物学 航天领域

材料分析

农业生产 环境监测 生物医学 工业生产

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主要内容

应用领域

测量原理及其优缺点

测量例子(化肥主量元素测量)

工作展望

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测量原理实验台架示意图 如图1所示，激光器发出的脉冲激光 光束水平入射至45°放置的激光反射镜 上，经反射后通过焦距为100mm的聚 焦透镜聚焦(lens1),聚焦后激光脉 冲作用于样品表面，使作用点处的样品 被消融激发形成等离子体。 等离子体冷却过程中发射出的光谱信 号反向通过lens1,通过穿孔反射镜反 射后，再通过焦距为100mm的聚焦透 镜聚焦(lens2) 最后聚焦后的信号经光纤传输至光谱 仪进行分光和光电转换，生成数字信号 输入计算机进行分析处理。

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LIBS的优缺点LIBS技术的优势 几乎适用于所有的物质，不论固体、液体 或气体。

LIBS技术的不足 破坏了物质的分子结构，无法得到物质 的分子信息。 精密度差。 噪声来源多、干扰大。 激光对眼睛存在危险隐患

对象不需要进行前处理或仅需简单预处理 。 可以分析硬度特别高、难熔的物质。 分析对象所需的量很小。 局部分析区域很小，空间分辨率可达1μm的 量级 仪器造价相对较低。

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测量原理及其优缺点

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工作展望

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复合肥氮磷钾元素含量样品成分样品编号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 N 22.16 20.1 19.35 18.77 18.25 17.44 14.6 14.3 P 8.94 11.88 13.12 9.86 13.68 14.28 16.35 14.84 K 16.35 14.11 14.97 17.75 15.77 17.08 19.8 20.33 养分 47.45 46.09 47.44 46.39 47.7 48.8 50.75 49.47

A9A10 B1 B2 B3 B4 B5

16.1119.55 22.87 21.15 16.71 15.81 15.14

16.5915.53 10.15 11.68 14.59 15.2 15.87

17.1813.04 14.25 13.6 18.21 18.74 19.16

49.8748.13 47.26 46.43 49.52 49.74 50.17

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实验分析步骤

1对样品进行激光测 量，分别收集样品 A1-A10,B1-B5氮 磷钾的光谱数据。

2对光谱数据进行分 析利用A1-A10建 立定标模型。 用此模型以及B1B5的光谱数据来 预测B1-B5的含量 值。

3对预测值进行误差 分析，并分析其误 差来源。

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光谱图

利用NIST数据库可以标示出N、P、K元素的 特征谱线。能够明显探测到的N谱线746.635nm K作为易电离的金属元素，谱线较多且强度较 大，常用的特征谱线有404.40nm、404.72nm 、766.31nm、769.70nm。通过分析发现，K谱 线在766.31nm和769.70nm发生严重的自蚀现 象，一般不能作为分析谱线，本文采用 404.40nm作为分析谱线。

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实验误差分析N P K

REP(wt .%) RSD LOD

4

.11 6.89 0.16

7.33 2.64 0.21

6.61 2.13 0.50

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测量技术的发展方向推动测量技术的创新 带来了技术发展的需求

促进生产实际的应用

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The End