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LIBS 元素分析技術(shù)簡介
發(fā)展歷史
LIBS概念在上世紀60年代被提出以來，該技術(shù)就被為是一種前景廣闊的新技術(shù)，將會為分析領(lǐng)域帶來眾多的創(chuàng)新應用，一直以來都被應用于前沿科學研究領(lǐng)域；近十幾年不斷發(fā)展進步的激光技術(shù)和分光技術(shù)，為LIBS技術(shù)從科研實驗室分析技術(shù)普及成為工業(yè)現(xiàn)場實用分析儀器鑒定了硬件基礎(chǔ)。
現(xiàn)狀
一直致力于工業(yè)現(xiàn)場實用元素分析技術(shù)的美國Don Sackett 博士及其帶領(lǐng)的研發(fā)團隊，在成功研發(fā)了取得市場成功的Innov-X 手持式Alpha系列XRF分析儀， Omega系列XRF分析儀， Delta系列分析儀后，自2010年起，將目光鎖定在LIBS現(xiàn)場分析技術(shù)的研發(fā)方面，歷時6年，耗資上億美金。于2017年3月在美國市場推出手持碳鋼分析儀，獲得成功，產(chǎn)品發(fā)布現(xiàn)場獲得訂單；6月歐州市場取得同樣成功；9月進入中國市場，目前已獲的中科院，中石化等單位訂單。一時供不應求。
LIBS技術(shù)
LIBS是Laser-Induced Breakdown Spectroscopy（激光誘導擊穿光譜學）的簡稱，該技術(shù)通過脈沖激光聚焦樣品表面形成等離子體，利用光譜儀對等離子體發(fā)射光譜進行分析，以此來識別樣品中的元素組成成分，進而可以進行材料的識別、分類、定性以及定量分析。
手持式LIBS分析儀特點概要
LIBS 分析技術(shù)以以下的性能彌補了工業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)元素分析技術(shù)如手持熒光機，便攜式火花直讀機的不足，與手持X熒光機，便攜式火花直讀機一起成為現(xiàn)場元素分析設備，更是從事現(xiàn)場鋁合金分析，合金鋼分析，碳鋼分析人士的新寵。LIBS分析技術(shù)主要特點為：
l 安全，，克服工業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)元素分析技術(shù)不足
l 分析速度快，操作簡單
l 輕元素分析性能，工業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)元素分析技術(shù)不足
l 測試光斑小，特別適合微小區(qū)域材料分析、鍍層薄膜分析，LIBS的優(yōu)勢
l 可以同時分析多種元素，集工業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)元素分析技術(shù)優(yōu)勢
l 基體形態(tài)多樣性 - 可以檢測幾乎所有固態(tài)樣品
軟件特性
SciAps Libs 分析儀器
儀器配置
1. 激發(fā)源：脈沖激光，激光脈沖50Hz；激光波長1064nm；每束脈沖激光功率為5.5毫焦耳
2. 激光等級：光學3B級；
3. 檢視窗口：藍寶石，高強度，有效避免窗口膜損壞；
4. 分析環(huán)境：空氣或氬氣雙模式；
5. 可探測波長范圍：190-950nm；型號不同，分析范圍有差異。
6. 波長分辨率：0.07nm
產(chǎn)品特點
1. 安全無X射線輻射，不需向申請輻射儀器使用許可證，不需要每年定期聘請第三方環(huán)評公司出具輻射儀器環(huán)評報告；使用人員可以放心操作，不用擔心輻射累積導致的身體不可逆轉(zhuǎn)的損壞。
2. 快速識別合號，鋁合金僅需1-2秒；
3. 一鍵式設計，操作非常簡單，無需專業(yè)人士操作；
4. 能快速測定C,H,Li,Be,B等輕元素，用戶根據(jù)需要選擇合適的分析曲線和配置；
5. 高清攝像頭，配合激光束，可進行微區(qū)準確分析；
6. Android智能操作系統(tǒng)，可隨時加載新的APP應用軟件
7. 待機長，配置兩節(jié)可充電鋰電池，單節(jié)電池至少可連續(xù)測試6個小時；
8.快速生成報告，一鍵共享測試結(jié)果
9. 藍寶石測試窗，高強度，有效避免窗口膜損壞
10. 維護成本低，沒有類似XRF探測器的昂貴易損件
內(nèi)置攝像頭拍攝高清測試圖片
Android操作系統(tǒng)
分析優(yōu)勢
11. 
可檢測更多元素，例如鋁合金中的Li，銅合金中的Be；
12.允許客戶建立自己的合金庫及經(jīng)驗測試模式：在已知某些樣品中某個元素的含量的前提下，可對這樣元素進行曲線擬合校正，從而達到定量分析未知樣品中該元素的目的。
13. 焊點測試:焊點材料對電力部件的性能影響很大，XRF合金分析儀需要加裝準直器才能實現(xiàn)3mm的聚焦測試，很多焊點不能測試。激光合金分析儀的光束只有10um，激發(fā)斑點不大于50um，再加上高清攝像頭，在焊點材料的快速測試方面有很大優(yōu)勢。
14. 適應現(xiàn)場測試環(huán)境，自帶樣品清潔功能，一般無需制備樣品
15. Element Pro全元素掃描,瞬間時間未知樣品種的元素種類，科研及新材料研發(fā)利器；四川某客戶用Element pro 掃描出螺絲表面的H
16. 高溫管道檢測，由于激光合金分析儀的特殊構(gòu)造，無需任何外加附件，即可直接對高溫管道進行測試。美國杜克能源公司采購了4臺LIBS，對油氣輸送管道中的Si元素含量進行篩查，當Si元素時，是一個潛在的安全隱患，需要采取進一步的管道維護措施
17. 微區(qū)微損分析，基本可以實現(xiàn)樣品的無損分析，在測試過程中會消耗少量的樣品，質(zhì)量約為十億分之一克，在樣品上只留下微米級的痕跡。在脈沖期間，樣品表面的能量密度達到1 GW/ cm2，然而，測試一次的平均能量密度小于1W樣品的測試區(qū)域周圍沒有變熱。
18. Z型LIBS激光合金分析儀總覽
| 技術(shù)規(guī)格 | |
| 重量 | 1.82kg帶電池 |
| 尺寸 | 21*30*12（cm) |
| 激發(fā)源 | 5-6 mj/脈沖，50赫茲重復頻率，1064 nm激光源 |
| 光譜/范圍 | 多CCD光譜儀:190 nm - 950 nm。 |
| 可用的應用程序 | Alloy Mode / Empirical mode/ Profile Builder/ Element Pro Mode |
| 光譜數(shù)據(jù)采集 | 在無門或門禁操作中收集的頻譜數(shù)據(jù)，用戶可設置的門控延遲 |
| 操作/氬氣凈化 | 在氬凈化環(huán)境中操作的用戶可更換的氬氣瓶。氬罐在更換前提供大約600個測試。 |
| 分析范圍 | 全元素分析 |
| 激光光柵 | 將激光對準需檢測位置進行定向分析。光柵圖形16 x 16網(wǎng)格，256個位置。 |
| 電子信號處理 | ARM Cortex-A9雙核/1.2 GHz內(nèi)存：1 GB DDR2內(nèi)存，1 GB內(nèi)存 |
| 自動對焦 | 計算機控制手動或自動調(diào)整激光聚焦樣本位置 |
| 供電 | 可充電鋰電池，交流電源。 |
| 顯示 | 5"彩色觸摸屏智能手機顯示屏-PowerVR SGX540 3D圖形 |
| 數(shù)據(jù)存儲 | 8 GB SD |
| 通訊-數(shù)據(jù)傳輸 | Wifi,藍牙,USB。能連接到大多數(shù)設備，包括SciAps ProfileBuilder PC軟件。 |
| 樣品查看 | 在分析過程中，通過機載攝像機錄制樣本測試的視頻或圖片 |
| 校準檢查 | 通過測試材料為316不銹鋼的內(nèi)部快門，完成自動校準和波長刻度驗證 |
| 漂移修正 | 只有對精度要求比較高的測試需要運行漂移修正功能 。通過測試工廠提供的標件自動完成漂移校正 |
| 合號庫 | 包含500多個合號。用戶可以 運行ProfileBuilder軟件自行添加合號。 |
| 安全 | 密碼保護 |
| 標準配件 | 防水外殼，2鋰離子電池，充電器，USB線，標準用于導入的ProfileBuilder軟件，編輯合金級庫（合金應用），查看，保存結(jié)果，數(shù)據(jù)顯示。腕帶，工廠啟動培訓支持，軟件 |
