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激光聚焦煤粉\碳多重元素分析仪

  • 型   号:LIBS/LIFS
  • 更新时间:2016-12-23
  • 访问次数:1378
  • 价   格:

激光聚焦煤粉\碳多重元素分析仪
但是我国煤炭的消耗量处于世界前列。煤的元素分析是评价煤炭质量的重要指标,对合理利用煤炭资源具有指导意义,传统的煤炭分析方法耗时很长,更不能得到实时的结果反馈,因此在煤炭出厂和煤炭燃烧时都不能进行快速的检测。激光诱导击穿光谱技术作为一种快速成分分析手段,可以实现燃煤生产和使用的在线实时监测。

激光聚焦煤粉\碳多重元素分析仪

背景:我国煤炭的储量占世界第三,人均储量却仅仅接近世界中等水平。但是我国煤炭的消耗量处于世界前列。煤的元素分析是评价煤炭质量的重要指标,对合理利用煤炭资源具有指导意义,传统的煤炭分析方法耗时很长,更不能得到实时的结果反馈,因此在煤炭出厂和煤炭燃烧时都不能进行快速的检测。激光诱导击穿光谱技术作为一种快速成分分析手段,可以实现燃煤生产和使用的在线实时监测。

本例中,一束高强度的脉冲激光聚焦在样品表面产生等离子体,通过对样品激发出的等离子体光谱的采集和分析,即可实现煤粉中多重元素的同时探测和分析。

使用设备:

Nd:YAG激光器(1064nm,200mJ),焦距50mm,检测器使用四通道MX2500+,3个HR2000+,组合1个Maya2000 Pro,波段范围为170-655nm+880-1034nm。

激光聚焦煤粉\碳多重元素分析仪

什么是激光诱导激光光谱系统?

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种原子发射光谱仪。可以对固相、液相和气相基体中几乎所有元素进行定性和定量的分析。不同于传统的检测方法如ICP-OES或者XRF,LIBS在检测过程中无需进行复杂的样品制备。为了达到这个目的,LIBS采用高能量聚焦脉冲激光光束将样品激发至等离子态,对产生的对应元素发射谱进行分析。元素发射谱的波长与元素的种类直接相关,而元素谱线的强度则和元素的含量相关。

 

激光诱导击穿光谱技术特点

激光诱导击穿光谱技术系统在进行元素分析的时候,需要样品量极少,对样品的破坏性小;具有自清洁能力,几乎不需要样品制备;可以实现快速实时在线分析;具有遥测能力,可实现有毒、强辐射等恶劣环境中的远距离、非接触性测量;具有ppm量级探测灵敏度,可对痕量元素进行探测。

 

激光诱导击穿光谱产品构成:

多通道光谱仪MX2500+,凭借其高效的外部同步时钟,*的协同了所有通道实现精确的延迟采集,准确的在原子激发辐射突出时采集到完整的原子谱线信号。同时,MX2500+可以应客户的需求在180-1037nm的范围内自由的配置光谱仪的通道数量和覆盖范围,系统自带的高效时钟可以*的同步所有通道,并同时实现精确触发两台外部设备。(如激光器或微波增强设备)

激光器:常使用Nd:YAG激光器,激光器的脉冲宽度一般为纳秒量级,能够在极短时间内在极小面积上集中大量能量,作为系统激励源,将样品表面微量物质剥离并激发出等离子体。

样品仓:密闭稳定的仓式结构,一般会包含样品平台,激光聚焦和收光光路,气体吹扫系统,成像系统,激光安全保护等配套装置。

产品特点:

  • 可搭配稳定高效的样品仓系统
  • 可升级光谱模块
  • 支持双脉冲激光器
  • 宽光谱高分辨力测量,180-1037nm范围内多达16384个像元
  • 高触发信号精度(±10ns)

应用方向:

  • 环境监测(土壤污染,工业生产)
  • 材料分析(金属,煤炭,塑料)
  • 医学和生物化学(骨骼,牙齿)
  • 安全(爆炸,生化武器)
  • 艺术品鉴定(颜料,陶瓷,宝石)

LIBS系统应用:

土壤&农作物污染检测:

2012年8月,海洋光学HR2000光谱仪搭建的激光诱导击穿光谱系统顺利完成八个月的太空之旅抵达火星。美国国家航空和航天管理局(NASA)于2011年11月发射了装载有海洋光学HR2000定制光谱仪的火星科学实验车--“好奇”号火星探测车,抵达后将对火星表面土壤成分进行探测,使用的就是这种技术,随着工业的发展,土壤污染也日益严重,从而会对植物,尤其是农作物造成很大影响。

海洋光学的客户使用MX2500+光谱仪组合样品仓,在实验室内使用激光诱导击穿光谱技术进行土壤和农作物中重金属成分进行研究,结合对应重金属元素的浓度标定,可以实现对应元素在土壤和农作物中的含量测量。由于激光诱导击穿光谱技术无需样品制备的特点,能够实现快速测量,因此研究结果对未来的土地污染防治,农作物生产方面起到很大的指导意义。

 

古玩鉴定:

在经济日渐繁荣的今天,古玩收藏已不再是文人雅士的,而逐渐成为人们经济生活的一部分。北京古玩城是亚洲zui大的古玩交易中心,北京古玩城古玩珠宝检测修复中心的专家zui近将海洋光学的MX2500+激光诱导等离子体光谱分析仪引进到古玩鉴定中,以实现更快、更准确地鉴定古玩真伪的目的。

系统用极其微小的一束激光打在鉴定样品上,通过接收激发的等离子体实现对微量样品的光谱分析。该检测对样品的损伤是分子级别的(相对于把样品放到桌子上产生的损伤还小);同时,MX2500+具有体积小巧、便于携带的优势。一直以来,中国的古玩鉴定一直依赖“白发”专家,MX2500+系统将为古玩鉴定专家带来更高的准确性,使这个古来的行业焕发青春活力。

多通道应用:

煤炭&金属测量:

冶金行业属于我国国民经济的支柱型产业。传统的合金组份测量和都是在合金生产完成以后,对成品取样、处理、制样的方式进行成分分析,速度较慢,一旦检出结果不达标,会报废整批样品,带来很大的损失,MX2500+多通道光谱仪,作为一种灵活配置的设备,在合金生产过程的在线分析和质量控制应用上能够大显身手。

海洋光学提供了用于激光诱导击穿光谱的完整系统部件。沈阳自动化所采用海洋光学的MX2500+进行合金组份检测研究,同时进行了MX2500+用于合金定量分析的算法模型优化,在优化的模型下,进行了合金元素的定性半定量分析和钢水在线监测分析。

煤炭作为我国zui重要的能源,同样也存在类似钢铁行业的问题,传统的煤炭分析方法耗时长,无论在煤炭生产或是使用中无法实现实时的成分分析,尤其是对于其中部分成分(硫)含量的实时检测无法实现,因而无法进行实时的质量控制。海洋光学的MX2500+组成的激光诱导击穿光谱测量系统作为一种紫外波段特殊优化的快速成分分析设备,可以实现从煤炭生产到煤炭燃烧各个环节的实时监控。

等离子体发光测量:

MX2500+不仅仅可以组建激光诱导击穿光谱系统,还可以用在各种各样的原子光谱测量场合。例如电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)联合使用,作为燃烧炉后端光谱采集设备。

宽波段、高分辨的多通道光谱仪MX2500+也是激光的测量的应用中的一把利器。

大气压辉光放电过程中会生成等离子体,采用多通道光谱仪MX2500+测量等离子体,对使用大气压辉光放电的工作实现了实时过程监测。

等离子刻蚀是半导体及微系统制造超大规模集成电路制造过程中的关键步骤,使用多通道光谱仪MX2500+实时监测等离子体光谱,即可在刻蚀过程中精确的定位蚀刻终点,提升刻蚀的工艺水平。

技术参数

光谱仪

波长范围

180nm-1037nm

通道数

1~8通道

光学分辨率

0.1nm(FWHM)

探测器

线阵CCD/面阵CCD可选

积分时间

1ms~65s

触发延迟

±450ns

触发抖动

±10ns

尺寸(8通道)

460mm*150mm*165mm

 

样品仓

样品仓

位移台行程

60mm*60mm*60mm

样品承载重量

5Kg

样品安全高度

20mm

尺寸

450mm*310m*460mm

适配激光波长

532nm/1064nm可选

保护气体接口

8mm

 

软件

激光器

专用控制软件

型号,能量可选

支持二次开发,动态链接库

光纤

荧光背景扣除算法

抗紫外处理光纤

 应用 二:

生物柴油火焰检测

背景: 生物柴油(Biodiesel)使用植物油及动物脂肪与醇通过酯交换等工艺制备而成,原料来源包括油料作物,油料林木果实,地沟油等,因此又称为再生性生物燃料,。生物柴油的燃烧产物几乎不含硫化物,并能减少一氧化碳,碳氢化合物等污染物的排放量,而且具有较好的润滑性能,而被认为是环保的生质燃料。生物柴油国家标准中对生物柴油的乙醇含量有严格规定,以往通常采用气相色谱法测定乙醇含量,步骤繁复,激光击穿光谱法LIBS的出现为乙醇含量测定提供了新的思路。本例通过LIBS测定燃料的燃烧火焰光谱得到了乙醇含量与图谱信息的相关参数,极大地简化了测定乙醇含量的过程。


实验设备

双频脉冲Nd:YAG激光器(532nm,200mJ),焦距10cm,检测器采用USB2000+,540-850nm,;生物柴油火焰使用商业化油灯(高度5cm,圆柱筒径10cm).

  图1.LIBS火焰检测示意图.

 应用三 激光诱导光谱仪检测抗糖尿病药物中的有效成分

背景:

植物疗法在传统的东方被高度的看重,大量用于医疗保健。民间的植物学研究将许多早先不为科学界所知的药材推广开来,其中针对糖尿病的草本治疗就是一例。在古老的印第医典中记载了上百种治疗糖尿病的中草药,然而在现代医学看来理解这些药物中是在何种机制作用下达到了治疗目的是非常重要的,而对于草本药物中微量元素的探知是理解其治疗机制的前提。本文采用LIBS激光轰击光谱法分析微量元素,结合生物耐糖性实验,验证了草本植物Withania coagulans和Cajanus cajan中抗糖尿病成分有效性的作用。

 实验过程

首先通过机械碾压和萃取获得W.coagulans和C.caja的提取物,以0.1g/ml的浓度配置成待测溶液,对小白鼠进行耐糖实验,脉冲激光器Nd:YAG,焦距30cm,激光工作频率1Hz,175mJ. 在样品表面形成连续等离子体云,光纤45o接收等离子体的发射信息,并传导至多通道LIBS2000(前三个通道分别为200-310nm,310-400nm,400-510nm,分辨率达到0.1nm,第四通道200-1100nm,分辨率为0.75nm)。

 

 

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