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手持式LIBS激光光譜儀技術(shù)知識科普
一、手持式LIBS激光光譜原理
手持式LIBS激光光譜儀是將激光器和光譜儀集成在一起,通過激光器將樣品表面打到高溫,此時樣品表面物質(zhì)蒸發(fā)和離子化,再用光譜儀檢測離子和原子的發(fā)射光譜,根據(jù)原子、離子的波長及強度,可以準(zhǔn)確得到元素的組成。其原理可歸納為如下幾個步驟:
1. 激光器產(chǎn)生激光束,從光學(xué)元器件中聚焦出一個小的區(qū)域,與樣品交互作用。
2. 高能量激光束瞬間將樣品表面蒸發(fā)并離子化,形成帶正電荷的離子云。
3. 離子云內(nèi)的原子和離子受激電場的束縛,會向外部發(fā)射帶有特定波長的光信號。這些信號為原位發(fā)射光譜,可以根據(jù)每個元素的發(fā)射光譜得到各元素的化學(xué)組成。
4. 通過光譜儀收集和解析發(fā)射光譜,得出元素的相對含量。
二、手持式LIBS激光光譜儀的安裝
1. 放置環(huán)境選擇
手持式LIBS激光光譜儀是一臺高精密的分析儀器,其精度和穩(wěn)定性很大程度上保證了分析數(shù)據(jù)的可靠性,因此需要在合適的環(huán)境下放置。首先,需要選擇盡可能穩(wěn)定溫度和濕度的室內(nèi)環(huán)境,杜絕風(fēng)沙,不要將手持式LIBS激光光譜儀放在震動、磁場等外界干擾較大的地方,避免機器晃動或瞬斷,導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
2. 穩(wěn)定電源和接電線選擇
手持式LIBS激光光譜儀故障率通常比較低,其正常工作穩(wěn)定性和可靠性較強。為確保手持式LIBS激光光譜儀工作的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,需要連接穩(wěn)定、接地好的電源和較粗的供電線,以防止線路抗干擾的能力不足導(dǎo)致電源電壓波動。
3. 排水孔選擇
手持式LIBS激光光譜儀每天要工作數(shù)小時,使用中會產(chǎn)生大量的熱量和二氧化碳氣體,因此其需要安裝排水孔以排出熱量和氣體的,營造一個通風(fēng)良好的環(huán)境。
三、手持式LIBS激光光譜儀的操作
1. 打開電源。
2. 等待檢測儀的預(yù)熱。
3. 調(diào)整聚焦機構(gòu)使激光發(fā)出的脈沖流強達到最大,并在示波器上觀察其波形。
4. 確定激光發(fā)射位置,在不斷調(diào)整激光器朝向的同時,使激光打在樣品上并持續(xù)3~5秒鐘。
5. 手持式LIBS激光光譜儀同時采集原位發(fā)射光譜數(shù)據(jù)。
6. 經(jīng)過處理得出元素的化學(xué)組成。
7. 關(guān)閉設(shè)備開關(guān),同時根據(jù)實際情況進行設(shè)備的保養(yǎng)。
四、手持式LIBS激光光譜儀的維護
1. 保證儀器外表的清潔和保養(yǎng)。
2. 注意手持式LIBS激光光譜儀的保護。避免震動和劇烈撞擊,防止機身摔壞或損壞。
3. 在日常使用中,注意保持手持式LIBS激光光譜儀在線路接頭處的干燥、清潔,并加強絕緣工作。
4. 在使用手持式LIBS激光光譜儀時,避免放置在開放的陽臺、陽光直曬的地方,以防止日光紫外線對機器部分損傷或磨損。
5. 注意手持式LIBS激光光譜儀的電源接線情況,清掉附著在電路板上的灰塵,及時檢測和更換老化的電器和電子元器件。
6. 每次使用后,應(yīng)將手持式LIBS激光光譜儀的器具進行點檢和清理,避免其日深日壞,影響儀器的精準(zhǔn)度和精度。