2012年美國(guó)火星探測(cè)車(chē)登陸火星對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，采用LIBS遠(yuǎn)距離分析儀。該儀器的脈沖激光器向數(shù)米至數(shù)十米的目標(biāo)發(fā)射激光束，目標(biāo)微區(qū)被激發(fā)產(chǎn)生等離子體光斑，然后用光譜儀記錄被激發(fā)原子退激產(chǎn)生的特征光譜線(xiàn)，對(duì)火星巖石或土壤進(jìn)行元素組成分析。

LIBS作為一種新的材料識(shí)別及定量分析技術(shù)，既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的在線(xiàn)檢測(cè)。自從LIBS技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，該技術(shù)就被為是一種前景廣闊的新技術(shù)，將為分析領(lǐng)域帶來(lái)眾多的創(chuàng)新應(yīng)用，未來(lái)前景非常可觀。

LIBS（Laser-induced breakdown spectroscopy）激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)是光譜分析領(lǐng)域一種嶄新的分析手段，其基本原理是使用高能量激光光源，在分析材料表面形成高強(qiáng)度激光光斑(等離子體)，使樣品激發(fā)發(fā)光，這些光隨后通過(guò)光譜系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析。這種技術(shù)對(duì)材料中的絕大部分無(wú)機(jī)元素非常敏感，通過(guò)軟件算法可以對(duì)光譜進(jìn)行進(jìn)一步的定量分析。

測(cè)量原理

1、多元素同時(shí)測(cè)定，周期表上幾乎所有元素都可分析，從H、He等輕元素至超鈾元素。

2、靈敏度高，分析速度快，原則上1個(gè)激光脈沖就是1張全譜，一般幾飛秒就可以完成一次測(cè)定。

3、具有完整元素和遠(yuǎn)程分析的能力。

4、測(cè)量對(duì)象狀態(tài)不受限制，可以是固體、氣體或液體。

光譜特征

江蘇迪泰克精密儀器有限公司與中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所共同開(kāi)發(fā)黃銅棒生產(chǎn)線(xiàn)智慧化感知與控制應(yīng)用系統(tǒng)。目前，已成功將LIBS在線(xiàn)分析儀應(yīng)用于有色金屬領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)出熔融黃銅元素成分在線(xiàn)分析裝置，采用LIBS技術(shù)對(duì)熔融黃銅元素成分進(jìn)行在線(xiàn)檢測(cè)。

設(shè)計(jì)方案

實(shí)現(xiàn)銅水中Cu、Zn、Pb、Fe、Sn、Ni等元素的在線(xiàn)測(cè)量并實(shí)時(shí)顯示濃度變化趨勢(shì)，熔融黃銅元素成分在線(xiàn)分析時(shí)間≤2min，其中主量元素Cu測(cè)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性≤1%；Zn的測(cè)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性≤2%；微量元素測(cè)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性≤10%，能夠現(xiàn)場(chǎng)快速反饋熔液成分，節(jié)約了取樣、冷卻和化驗(yàn)時(shí)間。

LIBS克服了傳統(tǒng)檢測(cè)高溫、高復(fù)雜環(huán)境的缺陷，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，是優(yōu)化生產(chǎn)，節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)智能制造的有效途徑，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)元素分析方法的不足，可以應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的在線(xiàn)檢測(cè)。

由于LIBS技術(shù)原位在線(xiàn)快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域基本概括了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的方方面面。

在選礦工業(yè)中，礦漿的品位決定著精礦的產(chǎn)出。LIBS可對(duì)礦漿品位實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，對(duì)礦漿中的P、Mg、Al、Fe、Si等元素的在線(xiàn)檢測(cè)。

在水泥生產(chǎn)中，組成水泥的成分含量，直接影響著水泥的質(zhì)量。LIBS可實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥中Ca、Si、Al、Fe、Mg等元素進(jìn)行在線(xiàn)檢測(cè)。

LIBS技術(shù)還可以用來(lái)進(jìn)行海洋探測(cè)?！鞍l(fā)現(xiàn)”號(hào)攬控潛水器上就配備了LIBS系統(tǒng)，可隨著潛水器下潛至4500米深度，進(jìn)行深海資源的探測(cè)。

“發(fā)現(xiàn)”號(hào)探測(cè)器

此外，LIBS技術(shù)還能在土壤污染、水資源污染、大氣、金屬分揀、爆炸物殘余、肉產(chǎn)品質(zhì)量、糧食、塑料分揀等方面發(fā)揮重要作用。

未來(lái)公司將繼續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用范圍，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能制造、碳達(dá)峰、碳中和等在線(xiàn)裝備提供核心技術(shù)支持。例如：煤礦快速配煤方面，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能穩(wěn)定的不同質(zhì)量的煤品；礦山開(kāi)采方面，實(shí)現(xiàn)礦石的含量快速分析，不同品質(zhì)的礦石自動(dòng)分類(lèi)；水泥生產(chǎn)單位，在生產(chǎn)過(guò)程控制水泥配方的質(zhì)量，節(jié)省能耗提升品質(zhì)。以上所列均與公司現(xiàn)研發(fā)的在線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，為未來(lái)的市場(chǎng)開(kāi)拓奠定了基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家提出節(jié)能減排、工業(yè)4.0、智慧礦山等領(lǐng)域提供技術(shù)支持，為未來(lái)百億市場(chǎng)提供技術(shù)儲(chǔ)備。