中科院沈阳自动化所 激光诱导击穿光谱技术取得新突破

来源:中国科学报    关键词:激光, 激光诱导击穿光谱,    发布时间:2019-11-28

设置字体:
本报讯 近日,中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)科研团队提出一种基于图像反馈的激光诱导击穿光谱特征谱线强度校正方法,实现了光谱信号波动的抑制与补偿,并将其应用到工业在线检测领域中,显著提高了在线测量稳定性。该研究的系列成果在日前举办的第三届亚洲激光诱导击穿光谱研讨会(ASLIBS 2019)上引起广泛讨论。

当前,激光诱导击穿光谱(LIBS)技术以其可原位、在线、同时分析多种元素成分的优点,成为流程工业现场检测关注的重要技术,但如何保证光谱的稳定性,成为了制约该项技术应用推广的关键问题。

科研团队负责人、沈阳自动化所研究员孙兰香向《中国科学报》介绍,在实验室环境下,可以通过样品预处理、物理约束、实验条件控制等方法提高光谱稳定性。但是,在复杂、恶劣的工业现场检测环境中,由于实验条件波动大、样品无法实现预处理,以及物理约束无法实施等条件的限制,所获得的光谱存在很大的波动,严重影响测量的准确性。

激光诱导等离子体是获得光谱的光源,其形貌和强度的变化是导致光谱波动的直接原因。孙兰香带领研究团队将激光诱导等离子体图像引入到光谱稳定性校正建模中,通过同步采集光谱和相应的等离子体图像,以等离子体图像特征的差异作为反馈信号对相应的特征谱线强度进行补偿与校正,校正后的激光诱导击穿光谱特征谱线稳定性得到极大提升,为激光诱导击穿光谱在线检测应用提供了更可靠的光谱数据。

近年来,沈阳自动化所在等离子体图像反馈校正激光诱导击穿光谱方面展开系统研究,取得的成果分别发表在多家国际期刊上,相应的子系统已经添加到了国家重点研发计划——工业过程在线分析检测仪器开发与应用项目中的激光诱导击穿光谱在线成分分析仪中,具体方法已在磷矿矿浆重点元素成分在线分析中展开应用。(沈春蕾 戴天娇)