激光诱导击穿光谱实验装置的参数优化研究

为了使激光诱导击穿光谱(LIBS)实验装置中的多个关键参数达到最优化设置,以便更好地服务于煤质分析,实验中对这些参数与煤粉等离子体中待测元素发射谱线信噪比间的关系进行了详细研究,并根据信噪比大小来进行最优化参数的选择.实验结果表明,对于本LIBS实验装置,其最优化参数设置是将激光脉冲能量设为120 mJ·Pulse-1...     

金属特性对激光诱导击穿光谱最佳实验参数的影响

采用波长为532nm的单脉冲激光诱导两种金属样品铜和锌,产生等离子光谱,固定激光能量40mJ、门宽100ns、光谱仪入射狭缝0.1mm、ICCD增益100等参数,研究金属样品物理化学特性对汇聚透镜焦点到样品表面距离、ICCD采集延迟等最优化实验参数的影响.实验中分别选取铜样品Cu（I）521.82nm和锌样品Zn（I）481.053nm谱线作为LIBS信号,实验测定的透镜焦点在距样品表面不同距离处的LIBS信号强度,结果表明铜和锌样品的聚焦透镜焦点分别在样品表面内距表面的距离为5mm和5.5mm时得到光谱信号强度最大;铜和锌的ICCD探测延时分别为1300ns和1100ns时等离子体光谱信号的信噪比最大并具有可观测的强度,依据铜和锌样品物理化学特性的差异对实验结果进行了合理的分析与讨论,为后续研究金属样品LIBS技术的基底效应、纳米结构增强激光诱导击穿光谱机理提供数据参考.     

基于激光诱导击穿光谱的大米Cr元素检测

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种元素快速分析的光学检测技术.在工业化发展进程中,重金属污染时刻威胁着大米等粮食作物生产地的安全性.以四川地区常见的Cr元素污染为例,采用双脉冲LIBS技术对市面上购买的五种地区大米中的Cr元素进行定量分析,并与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测结果进行对比.结果显示LIBS测量误差满足相对误差标准,证明了LIBS方法具有对元素进行快速定量分析的能力,是检测大米重金属元素含量的一种有效手段.     

激光诱导击穿光谱技术定量分析钢铁合金中痕量Mo元素实验研究

探索在内标物谱线选择受限情况下利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术进行定量分析的可行方案,并应用到复杂钢铁合金中痕量金属元素钼(Mo)的检测分析中.实验中烧蚀激光波长为532 nm,LIBS信号的采集通过光栅单色仪、(2CD、Boxcar和PMT来完成.对Mo的550.649,553.305和557.045 nm三条原...     

土壤中重金属元素的双脉冲激光诱导击穿光谱研究

基于正交预烧蚀双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS) 技术对长春市四个地点地表土壤样品中的重金属元素进行了研究, 根据光谱线强度定性分析了重金属元素Mn, Cr, Cu, Pb含量.实验结果发现, 在532和1064 nm激光脉冲能量分别为70和100 mJ的条件下光谱增强随延时的变化出现双峰结构. 脉冲间延时20 μs时, Mn I 406.4 nm光谱增强幅度达到2.75倍, 延时为30 μs时出现第二个尖峰, 增强幅度为2.4倍.最后对正交预烧蚀DP-LIBS光谱增强机理进行了讨论. 关键词： 预烧蚀 双脉冲激光诱导击穿光谱 光谱增强 土壤污染     

水体重金属LIBS多元素测量参数优化方法研究

激光诱导击穿光谱(LIBS)方法的优势之一就是可多元素同时检测。为获得水体重金属LIBS多元素测量时的综合最佳信号输出,本文利用BP神经网络拟合Pb,Cu和Ni三种元素特征谱线信背比(S/B)与延时门宽之间的数值关系,同时采用DM设计实验数据作为校验样本,保证BP神经网络模型的泛化能力。基于上述数值模型利用遗传算法优化延时门宽两个测量参数,定义了适应度函数,得到延时门宽为(15.5和21.5 μs)时,取最小值0.102 4,此时三种元素综合信背比最大,对比实验进一步验证了优化效果。神经网络结合遗传算法的优化方法提高了水体重金属LIBS多元素测量时的综合信背比,研究方法也为更多参数更多响应的实验系统优化提供了参考。     

土壤中铜元素的激光诱导击穿光谱测量分析

利用Nd:YAG脉冲激光器(1064nm)作为光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和ICCD为谱线分离与探测器件,测量并分析了土壤中铜元素激光诱导击穿光谱特性。以铜的327.396nm特征谱线作为分析线,在同一浓度下,固定探测器门宽,通过调节延迟时间,得到铜元素的衰变特性,确定了铜元素的最佳延迟时间为1.1μs。测定不同铜浓度下的特征谱线强度,表明在低浓度下,谱线强度随浓度的增加而增大。文章给出了铜元素的定标曲线,并计算得到铜元素的检测限为13.36μg·g-1。     

土壤重金属铬元素的激光诱导击穿光谱定量分析研究

利用Nd ∶YAG脉冲激光器(波长:1064 nm)作为光源,在实验室自然大气环境下诱导产生土壤激光等离子体,通过等离子体原子发射光谱法定量分析了国家标准土壤样品中元素Cr的含量.实验上研究了在最佳实验条件下土壤中Cr的LIBS分析谱线,测定了Cr元素的定标曲线.实验结果表明,Cr元素浓度在(60—400)×10^-6范围内,元素含量与光谱线强度之间有较好的线性关系;元素Cr浓度分析测量的相对标准偏差(RSD)为7.89%,定量分析结果与标准值的相对偏差为5.3%,Cr元素的检测限为1 关键词： 土壤污染 定量分析 激光诱导击穿光谱 定标曲线     

水中痕量六价铬离子的激光诱导击穿光谱高灵敏检测

采用旋转电极设计,并利用电沉积技术,使水中痕量的CrO42-离子在一个高纯(纯度为99.999%)铝棒表面发生电化学反应并富集,然后利用激光诱导击穿光谱对其进行定量分析。实验研究了电沉积的最佳物理条件, 包括沉积电压、沉积时间等。并在沉积电压为10伏,沉积时间为20分钟的条件下制定了六价铬离子的校正曲线并得出其检出限为0.25μg/L。激光诱导击穿光谱结合电沉积技术监测水中六价铬离子的技术具有方法简单、光谱检测灵敏度高、可以区分三价铬和六价铬离子等优点,将在水环境六价铬污染监测方面获得广泛的应用。     

土壤中砷元素的激光诱导击穿光谱测量分析

利用Nd:YAG脉冲激光器作为光源,在实验室自然大气环境下诱导产生国家标准土壤的激光等离子体,选取砷的228.8 nm特征谱线作为分析线,测量并分析了砷元素的激光诱导击穿光谱特性。在相同含量和积分时间条件下,调节延迟时间,获取了砷元素的时间演化特性。确定砷元素的最佳延迟时间为1 s,积分时间为2 s。测定不同含量下,砷的特征谱线强度,给出砷元素的定标曲线,并计算得到砷元素的检测限为45 mg/kg。     

利用激光击穿光谱检测大气中的重金属成分

大气中的重金属成分对人类健康有严重的危害,有必要对其进行检测和控制,利用自行搭建的一套激光击穿光谱大气监测系统,对煤燃烧烟气和烟花爆竹燃烧烟气污染的大气作为研究对象,通过软件进行处理,获得了大气中的多种重金属元素的L1BS光谱图。利用模拟的被Cd元素污染的大气进行了定量分析,配制含Cd不同浓度的大气样品进行了实验,得到了Cd元素的校准曲线,其线性拟合相关度为0.9938,计算得到其检出限为1mg/m~3。这些研究结果有效地促进了激光击穿光谱在大气污染物检测实用化技术方向的发展。     

重油中微量金属元素的质谱分析

建立了电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)测定重油中V、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb等8种微量金属元素的分析方法。通过优化仪器的工作参数、选择适宜待测元素的同位素以及选用干扰元素校正方程可以克服质谱干扰,以Sc、Rh、Bi为内标元素,样品的基体效应和仪器漂移得到了很好地校正。结果表明,8种微量金属元素的检出限在0.001—0.096μg/L之间,RSD≤4.53%,回收率在90.80%—108.00%之间,方法与其他分析对照,结果一致。     

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基于感应电磁场方程发展了低磁雷诺数条件下充分发展液态金属管道流的数值模拟程序。为了校正程序,分别计算了两种工况：液态金属在全绝缘管道和部分绝缘管道中的流动,数值结果与Hunt和Shercliff的解析解吻合的很好,表明该程序具有很高的精度。最后利用发展的程序对液态金属钠钾合金在管壁材料为304不锈钢的全导电管道中的流动进行了数值模拟,并对流速分布和MHD压降结果与实验结果进行了比较,结果表明数值与实验结果吻合较好。     

微波消解/ICP-MS测定水系沉积物中的9种重金属元素

优化了微波消解进行沉积物样品前处理的方法,选择了HNO3-H2O2-HF体系。以Ge,In,Bi为内标元素,建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定Cr,Mn,Ni,Co,Cu,Zn,Cd,Sb,Pb九种重金属元素含量的方法。该方法的相关系数都在3个9以上,测定了国家标准物质ESS-1GSBZ50011-88土壤中的元素,测定值与标准值或参考值一致,相对标准偏差0.48%～5.73%,加标回收率98.0%～100.7%,检出限在0.011～0.328μg.L-1。利用建立的方法测定了白洋淀11个代表性点位的水系沉积物中的九种重金属元素含量,为环境中土壤及水系沉积物中重金属元素含量的测定提供了可靠的分析方法。     

亚热带自然林与人工林土壤重金属含量的研究

重金属是危害森林生态健康主要污染物之一.采用电感耦合等离子体发射光谱法与石墨炉原子吸收光谱法,首次比较了亚热带人工林和自然林土壤中13种重金属元素(Fe,Al,Ti,Cr,Cu,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd)的含量.结果表明自然林土壤中Fe,Al,Ti,Cu,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd...     

玩具中有害重金属元素的ICP-AES分析

本文介绍了利用ICP－AES对玩具中有害重金属元素的分析研究。文中详述了实验方法，适用范围以及结果和讨论，并运用干扰系数法校正元素间光谱干扰，结果较为满意，这在玩具日常检测的光谱分析中具有重要的实际意义。     

Optimization of laser beam welding process parameters to attain maximum tensile strength in AZ31B magnesium alloy

An empirical relationship is developed to predict tensile strength of the laser beam welded AZ31B magnesium alloy by incorporating process parameters such as laser power, welding speed and focal position. The experiments were conducted based on a three factor, three level, central composite face centered design matrix with full replications technique. The empirical relationship can be used to predict the tensile strength of laser beam welded AZ31B magnesium alloy joints at 95% confidence level. The results indicate that the welding speed has the greatest influence on tensile strength, followed by laser power and focal position.     

Using the full Raman depolarisation in the determination of the order parameters in liquid crystal systems

The depolarisation ratio for the Raman-active phenyl stretching mode has been measured over the whole of the mesophase range, and the orientational order parameters deduced, in the uniaxial nematic liquid crystal octylcyanobiphenyl (8CB). Linearly polarised light was incident normally on a homogeneously aligned sample and a χ² minimisation routine performed on the 360^° depolarisation ratio profile. The order parameters 〈P ₂₀₀〉 and 〈P ₄₀₀〉 , together with the differential polarisability ratio, r , are used as fitting parameters and measured as a function of temperature. Interestingly, we show that the value for r , conventionally measured in the isotropic phase and assumed to remain constant, has a clear temperature dependence, ranging from -0.032±0.008 in the isotropic phase through to -0.245±0.015 at the nematic-to-smectic A phase transition. The measured order parameters 〈P ₂₀₀〉 and 〈P ₄₀₀〉 varied from 0.35- 0.55±0.02 and 0.180- 0.245±0.02 , respectively, across the 8 ^° C wide nematic phase range. The values of both 〈P ₂₀₀〉 and 〈P ₄₀₀〉 are in excellent agreement with theory, but it is noteworthy that 〈P ₄₀₀〉 shows a much better quantitative match than has been reported in previous work. Crucially the temperature dependence of r is shown to be a contributing factor in the low 〈P ₄₀₀〉 values that have been conventionally reported from Raman scattering measurements. The potential for fitting the entire angular depolarisation ratio distribution in liquid crystalline systems that are described by more order parameters, specifically biaxial materials, is discussed.