專利名稱：基于激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射光譜標(biāo)準(zhǔn)化的元素測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種元素測量方法。具體來說，方法的基本原理是激光誘導(dǎo)等離子光譜技術(shù)(LIBQ，并使用了光譜標(biāo)準(zhǔn)化法對測量樣品進(jìn)行在線快速的定量分析。
背景技術(shù)：
近年來，激光誘導(dǎo)等離子光譜技術(shù)(簡稱LIBS)由于具有高靈敏度、無需樣品預(yù)處理和實(shí)現(xiàn)多元素測量等優(yōu)點(diǎn)，成為一種新的元素分析技術(shù)?？墒怯捎谠摷夹g(shù)重復(fù)精度低，測量物質(zhì)元素成分時精度不高，限制了該技術(shù)在元素測量中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前的激光誘導(dǎo)等離子光譜技術(shù)重復(fù)精度低，直接測量物質(zhì)成分時精度不高的缺點(diǎn)，提供一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的元素測量方法，可在激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)上運(yùn)用，以解決該技術(shù)重復(fù)精度低、測量準(zhǔn)確度不高的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的元素測量方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)對于各元素濃度已知的一個定標(biāo)樣品，在保護(hù)氣體氛圍中利用激光誘導(dǎo)等離子體測量系統(tǒng)對樣品表面的不同位置進(jìn)行檢測，每個位置得到一幅包含各個元素原子和離子特征譜線的光譜，并分別求取定標(biāo)樣品中的待測元素的原子特征譜線強(qiáng)度、離子特征譜線強(qiáng)度、等離子體溫度、電子密度以及待測元素離子數(shù)與原子數(shù)之比；2)對于一組不同的定標(biāo)樣品，重復(fù)步驟1)；3)求取所有定標(biāo)樣品的所有次測量的等離子體溫度的平均值，以及待測元素離子數(shù)與原子數(shù)之比的平均值，并把等離子體溫度的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)的等離子體溫度，把定標(biāo)樣品中的待測元素離子數(shù)與原子數(shù)之比的平均值作為待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比；4)將定標(biāo)樣品的待測元素的原子特征譜線強(qiáng)度，折合到步驟幻所述的標(biāo)準(zhǔn)的等離子體溫度和待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比；將定標(biāo)樣品的待測元素的離子特征譜線強(qiáng)度，折合到步驟3)所述的標(biāo)準(zhǔn)的等離子體溫度和待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比；a.把待測元素的原子特征譜線強(qiáng)度利用公式(I)折合到步驟3)所述的標(biāo)準(zhǔn)等離子體溫度TO和待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比A，
權(quán)利要求
1.基于激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射光譜標(biāo)準(zhǔn)化的元素測量方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)對于各元素濃度已知的一個定標(biāo)樣品，在保護(hù)氣體氛圍中利用激光誘導(dǎo)等離子體測量系統(tǒng)對樣品表面的不同位置進(jìn)行檢測，每個位置得到一幅包含各個元素原子和離子特征譜線的光譜，并分別求取定標(biāo)樣品中的待測元素的原子特征譜線強(qiáng)度、離子特征譜線強(qiáng)度、 等離子體溫度、電子密度以及待測元素離子數(shù)與原子數(shù)之比；2)對于一組不同的定標(biāo)樣品，重復(fù)步驟1)；3)求取所有定標(biāo)樣品的所有次測量的等離子體溫度的平均值，以及待測元素離子數(shù)與原子數(shù)之比的平均值，并把等離子體溫度的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)的等離子體溫度，把定標(biāo)樣品中的待測元素離子數(shù)與原子數(shù)之比的平均值作為待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比；4)將定標(biāo)樣品的待測元素的原子特征譜線強(qiáng)度，折合到步驟3)所述的標(biāo)準(zhǔn)的等離子體溫度和待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比；將定標(biāo)樣品的待測元素的離子特征譜線強(qiáng)度，折合到步驟幻所述的標(biāo)準(zhǔn)的等離子體溫度和待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比；a.把待測元素的原子特征譜線強(qiáng)度利用公式(I)折合到步驟3)所述的標(biāo)準(zhǔn)等離子體溫度Ttl和待測元素的標(biāo)準(zhǔn)的離子數(shù)與原子數(shù)之比r0，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射光譜標(biāo)準(zhǔn)化的元素測量方法，其特征還在于步驟1)中所述的保護(hù)氣體包括空氣、N2、(X)2或惰性氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射光譜標(biāo)準(zhǔn)化的元素測量方法，其特征還在于步驟1)中所述的求取等離子體溫度的方法采用玻爾茲曼法、薩哈玻爾茲曼法或多元素薩哈玻爾茲曼法；步驟幻中所述的求取等離子體電子密度的方法采用譜線斯塔克展寬法。
全文摘要
基于激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射光譜標(biāo)準(zhǔn)化的元素測量方法，用于元素濃度檢測。該方法首先將特征譜線強(qiáng)度折合到標(biāo)準(zhǔn)等離子體溫度和待測元素離子原子數(shù)密度比；然后，折合到標(biāo)準(zhǔn)等離子體溫度和標(biāo)準(zhǔn)的待測元素的離子原子數(shù)密度比的待測元素的原子和離子特征譜線強(qiáng)度和，被用來補(bǔ)償由于燒蝕質(zhì)量變化造成的等離子體中總粒子數(shù)密度波動；最后建立待測元素濃度與折合后的特征譜線強(qiáng)度以及特征譜線強(qiáng)度和三者之間的方程。對于未知成分的樣品進(jìn)行測量時，經(jīng)過光譜標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)定標(biāo)模型可得到待測元素濃度。該定標(biāo)模型考慮了燒蝕質(zhì)量，等離子體溫度和離子原子數(shù)密度比對測量信號影響，補(bǔ)償了由于等離子物理參數(shù)的波動造成的光譜強(qiáng)度波動，測量精度得到很大提高。
文檔編號G01N21/63GK102410993SQ201110218408
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者侯宗余, 李政, 李立志, 王哲, 袁廷璧 申請人:清華大學(xué)