AvaLIBS Laser-induziertes Brechspektromesssystem

AvaLIBS Laser-induziertes BrechspektromesssystemEs ermöglicht eine schnelle qualitative und quantitative Analyse von Elementen in Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen. Der spektrale Analysebereich von AvaLIBS beträgt 200-1070 nm mit einer optischen Auflösung von 0,1 nm (FWHM) und einer Erkennungsempfindlichkeit von ppm.

Merkmale:

• Breites Spektrum, hochauflösende Spektralanalyse (Wellenlängenbereich 200-1050 nm, optische Auflösung 0,1 nm)
• Schnelle qualitative und quantitative Analyse
• Erfassungsempfindlichkeit auf ppm-Ebene
• Anwendungsbereiche umfassen Materialanalyse, Umweltüberwachung, geologische Erforschung, Identifizierung von Artefakten und vieles mehr.

AvaLIBS Laser-induziertes BrechspektromesssystemArbeitsprinzip

Laserinduziertes Plasmaspektrum (LIPS) oder häufiger als Laserinduziertes Bruchspektrum (LIBS) bezeichnet, ist ein atomisches Emissionsspektrum, das einen Pulslaser als Anregungsquelle verwendet. Der Laserpuls (typisch 10 ns) konzentriert sich auf die Oberfläche des gemessenen Objekts, so dass die Laserleistungsdichte der gemessenen Materialoberfläche über 1 GW/cm2 liegt. Unter der Wirkung einer so hohen Laserleistungsdichte werden einige Mikrogramme an der gemessenen Materialoberfläche gestrahlt, während die Materialoberfläche ein kurzlebiges, aber sehr helles Plasma mit einer Momenttemperatur von bis zu 10.000 Grad Celsius erzeugt. Während der Kühlung springen Atome und Ionen im angeregten Zustand von einem hohen Energiezustand in einen niedrigen Energiezustand und emittieren Lichtstrahlung mit einer bestimmten Wellenlänge. Das Detektionssystem kann mit dem hochempfindlichen, hochauflösenden, mehrkanalen Faserspektrometer AvaSpec-2048-X mit einem CCD-Detektor mit 2048 Pixeln pro Kanal gemessen werden. Die erfassten Daten mit einer Breite von 200-1050 nm werden zur Analyse an die Anwendungssoftware übertragen.

Hochempfindliche, hochauflösende, mehrkanale Spektrometer
Das AvaLIBS-System kann als Single-Channel-, Dual-Channel-, Three-Channel-, Four-Channel- oder Multi-Channel-Spektrometer konfiguriert werden (die USB2.0-Plattform unterstützt bis zu 10 Kanäle), der vom Mikroprozessor auf der Instrumentenmutterplatte gesteuert wird, so dass eine synchrone Probenahme zwischen verschiedenen Kanälen möglich ist. Die präzise synchronisierte Datenabtastung ermöglicht es dem Spektrometer, Daten schnell auszulesen und kann daher zur Überwachung transienter Ereignisse verwendet werden, wie zum Beispiel zur Überwachung des durch einen Pulslaser induzierten Plasmaspektrums mit verschiedenen Kanälen des Spektrometers. Darüber hinaus ist das Dynamic Link Library (DLL) Interface-Paket verfügbar, mit dem Sie problemlos Sekundärentwicklungsanwendungen auf Spektrometer-Basis schreiben können.

Anwendungsbereich

1, ferne beschädigungsfreie Analyse, Qualifikation und Identifizierung von Materialien.

Fernerkennung und Elementaranalyse gefährlicher Stoffe (hohe Temperaturen, radioaktive, chemisch giftige Stoffe)

Vor Ort-Prüfung von radioaktiven Verschmutzungen in Lagerbehältern (verglaste Abfälle von hoher Qualität, Abfälle von mittlerer Qualität)

4. Analyse der Komponenten vor Ort von Stahl in der Umgebung (Druckbehälter von Kernreaktoren usw.) nicht leicht zu erreichen

Schnelle Identifizierung von Metallen und Legierungen beim Recycling

Metallidentifikation von Schlüsselkomponenten bei der Herstellung und Montage.

Online-Komponentenanalyse bei der Prozesssteuerung von flüssigen Metallen und Legierungen (z. B. Bestimmung von Kohlenstoff-, Silizium-, Phosphor- usw. in Stahl)

Online-Komponentenanalyse bei der Prozesssteuerung von flüssigem Glas (z. B. Bestimmung von Eisen, Blei usw.)

Erkennung von Materialien vor Ort, die in Wasser versetzt sind (z. B. Metalle, Legierungen, Keramik, Mineralien, radioaktive Materialien usw.)

Tiefenkonturanalyse und Zusammensetzungsanalyse der Oberflächenbeschichtung von Objekten (z. B. galvanischer Stahl, Kunststoffmembranschichten, Schwermetalle in Farben usw.)

Online-Überwachung von Partikeln in der Luft (z. B. Überwachung von Kaminemissionen)

Zusammensetzungsanalyse komplexer Formen

AvaLIBSDer Laser

Es gibt zwei Laserauswahlen: eine mit einer einzigen Wellenlänge von 1064 nm und eine andere mit einer doppelten Wellenlänge von 1064 nm und 532 nm. Die Impulsenergien können 50 mJ, 100 mJ oder 200 mJ sein. Die Auflösung des Lasers und die Bildung des Plasmas hängen vom Typ der Probe ab und haben daher unterschiedliche Energieanforderungen für verschiedene Proben. Für Metallmaterialien wird ein 50 mJ Laser verwendet. Für nichtmetallische und OH-hohe Materialien eignet sich der 200 mJ-Laser besser. Für flüssige Proben kann ein Laser mit doppelter Wellenlänge verwendet werden, und die Oxidation in der Probe verlangsamt die Plasmabildung, so dass ein Laser mit einer anderen Wellenlänge erforderlich ist, um die Plasmabildung zu verbessern.

Weitere Eigenschaften
Keine Probenverarbeitung erforderlich

AvaLIBS ermöglicht eine direkte Analyse des Materials ohne Vorbehandlung. Wenn die Probenoberfläche jedoch mit anderen Substanzen beschichtet ist (z. B. oxidierter oder beschichteter Stahl), muss die Beschichtung der Probenoberfläche zuerst mit einem Laser gereinigt werden. Die Effizienz des Laserentfernungsprozesses hängt von der Materialart und der Laserenergie ab. Darüber hinaus wirkt der Ultraschall, der durch das Laserplasma erzeugt wird, sehr gut auf die Entfernung von Halbflüssigkeiten oder klebrigen Verschmutzungen. So können beispielsweise Metalle analysiert werden, deren Oberfläche ein paar Zentimeter dicker OH-Schlamm enthält.

Quantitative Analyse von Spurenelementen

AvaLIBS ermöglicht die quantitative Analyse von Spurenelementen in Matrixmaterialien, wie Chrom in Stahl, Magnesium in Aluminiumlegierungen, Eisen in Glas, Kupfer in Kupfersulfat usw. Bei der Kalibrierung wird ein identifiziertes Probenmaterial verwendet, das das gleiche Matrix wie das untersuchte Material hat, jedoch unterschiedliche Mengen an analysierten Elementen enthält. Bei der Analyse wird in der Regel ein sogenannter "interner Standardisierungsprozess" angewendet, bei dem die Spektralinienstärke des analysierten Elements mit der Spektralinienstärke des Matrixmaterials verglichen wird, um die Auswirkungen von Veränderungen der Plasmabedingungen auf die Messergebnisse zu verringern, die aufgrund der Inkonsistenz der Impuls-Impuls-Energie des Lasers entstehen. Die Empfindlichkeit der AvaLIBS-Messungen hängt von vielen Faktoren ab: Analyse der Kombination von Elementen und Matrixmaterialien, Messung von Abständen und die Notwendigkeit einer Telemetrie. Die Genauigkeit der Messungen kann über 10% und die Genauigkeit über 5% betragen.