[发明专利]基于激光诱导等离子体发射光谱标准化的元素测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种元素测量方法。具体来说，方法的基本原理是激光诱导等离子光谱技术(LIBS)，并使用了光谱标准化法对测量样品进行在线快速的定量分析。

背景技术

近年来，激光诱导等离子光谱技术(简称LIBS)由于具有高灵敏度、无需样品预处理和实现多元素测量等优点，成为一种新的元素分析技术。可是由于该技术重复精度低，测量物质元素成分时精度不高，限制了该技术在元素测量中的应用。

发明内容

本发明的目的是针对目前的激光诱导等离子光谱技术重复精度低，直接测量物质成分时精度不高的缺点，提供一种基于光谱标准化的元素测量方法，可在激光诱导等离子光谱系统上运用，以解决该技术重复精度低、测量准确度不高的问题。

本发明的技术方案是：

一种基于光谱标准化的元素测量方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)对于各元素浓度已知的一个定标样品，在保护气体氛围中利用激光诱导等离子体测量系统对样品表面的不同位置进行检测，每个位置得到一幅包含各个元素原子和离子特征谱线的光谱，并分别求取定标样品中的待测元素的原子特征谱线强度、离子特征谱线强度、等离子体温度、电子密度以及待测元素离子数与原子数之比；

2)对于一组不同的定标样品，重复步骤1)；

3)求取所有定标样品的所有次测量的等离子体温度的平均值，以及待测元素离子数与原子数之比的平均值，并把等离子体温度的平均值作为标准的等离子体温度，把定标样品中的待测元素离子数与原子数之比的平均值作为待测元素的标准的离子数与原子数之比；

4)将定标样品的待测元素的原子特征谱线强度，折合到步骤3)所述的标准的等离子体温度和待测元素的标准的离子数与原子数之比；将定标样品的待测元素的离子特征谱线强度，折合到步骤3)所述的标准的等离子体温度和待测元素的标准的离子数与原子数之比；

a.把待测元素的原子特征谱线强度利用公式(I)折合到步骤3)所述的标准等离子体温度T0和待测元素的标准的离子数与原子数之比r₀，

IijI(T0,r0)=IijIr+1r0+1UI(T)exp(-Ei/kT0)UI(T0)exp(-Ei/kT)---(I)]]>

上标I和II分别代表所测元素S的原子和离子，下标i和j分别表示上能级和下能级；I为的特征谱线的强度，r是待测元素离子原子粒子数密度比，U(T)是配分函数，E、T和k分别代表元素激发态能量、等离子体的温度和玻尔兹曼常数；