更新时间:2025-09-28 14:26:38
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手持式LIBS合金分析仪通过高能脉冲激光在样品表面瞬间汽化微小物质,形成高温等离子体,再分析其发射的特征光谱,实现对铁、铝、铜、镍、钛等合金中多种元素的快速、无损、现场定量分析。其枪式设计便于携带,检测时间仅需1-3秒,广泛应用于废钢分拣、压力容器检验、航空航天材料复核等场景。手持式LIBS合金分析仪的精准与高效源于多个核心部件的精密集成。
1、高能激光器
采用小型化固体脉冲激光器(通常为Nd:YAG激光),波长1064nm,脉冲能量可达数十毫焦,脉宽纳秒级。其高功率密度(>1GW/cm?)可在金属表面瞬间聚焦,无需制样即可汽化微克级材料,形成温度高达10000K的等离子体,激发原子与离子发射特征光谱。
2、光学系统
聚焦透镜:将激光束精确聚焦至样品表面,光斑直径通常50-100μm,确保能量集中;
收光透镜/光纤:收集等离子体发出的全波段光信号,通过石英光纤高效传输至光谱仪;
滤光片:阻挡激光反射光,保护光谱仪。
3、光谱仪
核心是高分辨率CCD或CMOS阵列光谱仪,将复合光色散为连续光谱。其特点:
宽光谱范围:覆盖190-980nm,可同时检测C、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、V等多种关键元素;
高分辨率:分辨率达0.1nm,能清晰区分相邻谱线(如Fe257.610nm与Cr257.612nm);
多通道设计:部分机型配备多个光谱仪,分别优化紫外与可见光区检测。
4、探测器与信号处理系统
科学级CCD/CMOS传感器:具备高量子效率、低噪声,能捕捉微弱光信号;
高速模数转换器(ADC):将光信号数字化,采样率高,确保瞬态等离子体信息完整捕获;
FPGA/嵌入式处理器:实时处理光谱数据,执行背景扣除、谱峰识别与强度计算。
5、分析软件与数据库
内置专业算法与庞大合金号库:
基体归一化算法:自动识别基体元素(如Fe、Al),优化其他元素分析;
牌号匹配系统:将实测成分与数千种标准合金号(如ASTM、GB、JIS)比对,瞬间给出最可能牌号;
定量分析模型:基于校准曲线或PLS算法,输出各元素含量(%或ppm)。
6、显示与操作界面
高亮度彩色触摸屏,即使在强光下也清晰可见。实时显示:
光谱图、元素含量、牌号结果;
激光点位置(带十字瞄准)、检测状态;
历史数据、统计图表。支持数据导出与云同步。