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手持式LIBS激光光譜儀技術(shù)知識(shí)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(shí)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(qiáng)度，可以準(zhǔn)確得到元素的組成。其原理可歸納為如下幾個(gè)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(gè)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(huì)向外部發(fā)射帶有特定波長的光信號(hào)。這些信號(hào)為原位發(fā)射光譜，可以根據(jù)每個(gè)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(duì)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(tái)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(dòng)、磁場等外界干擾較大的地方，避免機(jī)器晃動(dòng)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(qiáng)。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(dòng)。
3. 排水孔選擇
手持式LIBS激光光譜儀每天要工作數(shù)小時(shí)，使用中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和二氧化碳?xì)怏w，因此其需要安裝排水孔以排出熱量和氣體的，營造一個(gè)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(jī)構(gòu)使激光發(fā)出的脈沖流強(qiáng)達(dá)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(shí)，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(shí)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(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)。
四、手持式LIBS激光光譜儀的維護(hù)
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(hù)。避免震動(dòng)和劇烈撞擊，防止機(jī)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(qiáng)絕緣工作。
4. 在使用手持式LIBS激光光譜儀時(shí)，避免放置在開放的陽臺(tái)、陽光直曬的地方，以防止日光紫外線對(duì)機(jī)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(shí)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(jìn)行點(diǎn)檢和清理，避免其日深日壞，影響儀器的精準(zhǔn)度和精度。