專利名稱：基于激光誘導等離子體發(fā)射光譜標準化的元素測量方法
技術領域：
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等離子光譜技術(LIBQ，并使用了光譜標準化法對測量樣品進行在線快速的定量分析。
背景技術：
近年來，激光誘導等離子光譜技術(簡稱LIBS)由于具有高靈敏度、無需樣品預處理和實現(xiàn)多元素測量等優(yōu)點，成為一種新的元素分析技術。可是由于該技術重復精度低，測量物質元素成分時精度不高，限制了該技術在元素測量中的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前的激光誘導等離子光譜技術重復精度低，直接測量物質成分時精度不高的缺點，提供一種基于光譜標準化的元素測量方法，可在激光誘導等離子光譜系統(tǒng)上運用，以解決該技術重復精度低、測量準確度不高的問題。本發(fā)明的技術方案是一種基于光譜標準化的元素測量方法，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樣品，在保護氣體氛圍中利用激光誘導等離子體測量系統(tǒng)對樣品表面的不同位置進行檢測，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，并分別求取定標樣品中的待測元素的原子特征譜線強度、離子特征譜線強度、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樣品，重復步驟1)；3)求取所有定標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準的等離子體溫度，把定標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準的離子數(shù)與原子數(shù)之比；4)將定標樣品的待測元素的原子特征譜線強度，折合到步驟幻所述的標準的等離子體溫度和待測元素的標準的離子數(shù)與原子數(shù)之比；將定標樣品的待測元素的離子特征譜線強度，折合到步驟3)所述的標準的等離子體溫度和待測元素的標準的離子數(shù)與原子數(shù)之比；a.把待測元素的原子特征譜線強度利用公式(I)折合到步驟3)所述的標準等離子體溫度TO和待測元素的標準的離子數(shù)與原子數(shù)之比A，
權利要求
1.基于激光誘導等離子體發(fā)射光譜標準化的元素測量方法，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樣品，在保護氣體氛圍中利用激光誘導等離子體測量系統(tǒng)對樣品表面的不同位置進行檢測，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，并分別求取定標樣品中的待測元素的原子特征譜線強度、離子特征譜線強度、 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樣品，重復步驟1)；3)求取所有定標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準的等離子體溫度，把定標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準的離子數(shù)與原子數(shù)之比；4)將定標樣品的待測元素的原子特征譜線強度，折合到步驟3)所述的標準的等離子體溫度和待測元素的標準的離子數(shù)與原子數(shù)之比；將定標樣品的待測元素的離子特征譜線強度，折合到步驟幻所述的標準的等離子體溫度和待測元素的標準的離子數(shù)與原子數(shù)之比；a.把待測元素的原子特征譜線強度利用公式(I)折合到步驟3)所述的標準等離子體溫度Ttl和待測元素的標準的離子數(shù)與原子數(shù)之比r0，
2.根據(jù)權利要求1所述的基于激光誘導等離子體發(fā)射光譜標準化的元素測量方法，其特征還在于步驟1)中所述的保護氣體包括空氣、N2、(X)2或惰性氣體。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于激光誘導等離子體發(fā)射光譜標準化的元素測量方法，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
基于激光誘導等離子體發(fā)射光譜標準化的元素測量方法，用于元素濃度檢測。該方法首先將特征譜線強度折合到標準等離子體溫度和待測元素離子原子數(shù)密度比；然后，折合到標準等離子體溫度和標準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度和，被用來補償由于燒蝕質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度以及特征譜線強度和三者之間的方程。對于未知成分的樣品進行測量時，經(jīng)過光譜標準化，根據(jù)定標模型可得到待測元素濃度。該定標模型考慮了燒蝕質量，等離子體溫度和離子原子數(shù)密度比對測量信號影響，補償了由于等離子物理參數(shù)的波動造成的光譜強度波動，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