[发明专利]基于双脉冲激光的粉状物质元素含量测量方法

摘要

基于双脉冲激光的粉状物质元素含量测量方法，该方法通过将粉末样品置于透明的玻璃托盘上，两个激光脉冲透过玻璃托盘聚焦在粉末底层，第一个脉冲在粉末底层产生等离子体，第二个脉冲对已产生的等离子进行后续加热，等离子体发出的辐射光信号透过玻璃托盘，被玻璃托盘的下方的采集透镜所收集，并通过光纤传输到光谱仪进行分析。该方法不仅对粉末样品不需要进一步的处理，提高了在线检测的速度，而且还克服了粉末层表面不平整导致的测量信号波动现象，提高了测量的重复性；另外，双脉冲激光的应用也使得等离子体更加接近局部热平衡状态，有利于提高测量的精度。

主权项

基于双脉冲激光的粉状物质元素含量测量方法，其特征是该方法包括了如下步骤：1）将样品中欲测量的元素定为目标元素；以目标元素质量浓度已知的一组粉末样品作为定标样品；各定标样品的目标元素浓度分别记为C1、C2、C3……；2）从步骤1）中的一组定标样品中任选一种平铺于透明的玻璃托盘（4）上；3）利用激光诱导击穿光谱系统进行检测：采用两个脉冲激光器，将第一脉冲激光器（1）和第二脉冲激光器（2）置于玻璃托盘的下方，两个脉冲激光器的位置与定标样品共线或者不共线，以脉冲激光器为激发光源，从第一个脉冲激光器出射的激光经过聚焦透镜（3）聚焦后穿过玻璃托盘，调整聚焦透镜的位置，使得聚焦后的激光在定标样品（5）与玻璃托盘的接触面处的定标样品内部产生等离子体（6）；经过5～10μs的时间间隔后，从第二个脉冲激光器出射的激光聚焦在等离子体（6）上，对等离子体进行加热；4）等离子体产生的辐射光信号透过玻璃托盘被设置在玻璃托盘下部的采集透镜（7）所收集，通过光纤（8）导入光谱仪（9），经过光谱仪后转化成电信号被计算机（10）采集，得到步骤2）中所选定标样品的特征光谱图，从该特征光谱图中得到目标元素的特征谱线强度I；5）对每一种定标样品重复步骤2）至步骤4），依次得到各个定标样品对应的目标元素特征谱线强度I1、I2、I3……；6）以目标元素浓度C1、C2、C3……为自变量，特征谱线强度I1、I2、I3……为因变量通过拟合方法建立定标曲线，定标曲线的方程为y＝f(x)，其中，x为自变量，y为因变量；7）对目标元素质量浓度未知的待测样品进行检测时，首先按照步骤1）至步骤4）对待测样品进行处理，得到待测样品中目标元素的谱线强度Ic，然后在定标曲线上查出Ic所对应的浓度值即为待测样品中目标元素的浓度。