[发明专利]粉状物质元素含量的激光诱导击穿光谱测量方法

摘要

粉状物质元素含量的激光诱导击穿光谱测量方法，该方法将粉末样品置于透明的玻璃托盘上，两束脉冲激光依次通过透镜和玻璃托盘在粉末底层聚焦，第一个脉冲烧蚀粉末物质产生等离子体，第二个脉冲对所产生的等离子体进行后续加热，等离子体发出的辐射光信号依次透过玻璃托盘和偏振片被采集透镜所收集，通过光纤传输到光谱仪进行分析。该方法不仅利用双脉冲激光极大地增强了信号强度，而且利用偏振片过滤了辐射光信号中的连续背景辐射，提高了信噪比，从而降低了元素测量的检测限。另外，该方法不需要对粉末样品进行压制成型的处理，提高了在线检测的速度。

主权项

粉状物质元素含量的激光诱导击穿光谱测量方法，其特征是该方法包括了如下步骤：1）将样品中欲测量的元素定为目标元素；以目标元素质量浓度已知的一组粉末样品作为定标样品；各定标样品的目标元素浓度分别记为C1、C2、C3……；2）从步骤1）中的一组定标样品中任选一种平铺于透明的玻璃托盘（4）上；3）利用激光诱导击穿光谱系统进行检测：采用两个脉冲激光器，将第一脉冲激光器（1）和第二脉冲激光器（2）置于玻璃托盘的下方，两个脉冲激光器的位置与定标样品共线或者不共线，以脉冲激光器为激发光源，从第一个脉冲激光器出射的激光经过聚焦透镜（3）聚焦后穿过玻璃托盘，调整聚焦透镜的位置，使得聚焦后的激光在定标样品（5）与玻璃托盘的接触面处的定标样品内部产生等离子体（6）；经过5～10μs的时间间隔后，从第二个脉冲激光器出射的激光聚焦在等离子体（6）上，对等离子体进行加热；4）在玻璃托盘下部放置偏振片（7），等离子体产生的辐射光信号透过玻璃托盘和偏振片进入采集透镜（8），通过光纤（9）导入光谱仪（10），经过光谱仪后转化成电信号被计算机（11）采集，得到步骤2）中所选定标样品的特征光谱图，从该特征光谱图中得到目标元素的特征谱线强度I和谱线强度的信噪比；5）重复步骤至3）和4）并不断调整偏振片（7）的安放角度，直到谱线强度的信噪比达到最大值；6）保持偏振片的安放角度不变，依次把步骤1）中的每一种定标样品放到玻璃托盘上并利用激光诱导击穿光谱系统对其进行测量，得到各个定标样品对应的目标元素特征谱线强度I1、I2、I3……；7）以目标元素浓度C1、C2、C3……为自变量，特征谱线强度I1、I2、I3……为因变量通过拟合方法建立定标曲线，定标曲线的方程为y＝f(x)，其中，x为自变量，y为因变量；8）保持激光诱导击穿光谱系统的设置以及偏振片安放角度不变，将目标元素质量浓度未知的待测样品放到玻璃托盘上并利用激光诱导击穿光谱系统对其进行测量，得到待测样品的目标元素的谱线强度Ic，然后在定标曲线上查出Ic对应的浓度值即为待测样品中目标元素的浓度。