基于主成分分析和人工神经网络的激光诱导击穿光谱塑料分类识别方法研究

常用色谱与光谱分析方法与技术

常用色谱和光谱分析方法和技术 色谱分析、光谱分析以及两谱联用技术，构成了药物分析学科领域中最主要和最基本的研究手段和方法，应用日趋广泛，发展十分迅速，新颖方法层出不穷。 新近常用的色谱分析方法： 一、胶囊色谱(Micellar Chromatography,MC)又称拟相液相色谱或假相液相色谱(Pseudophase LC)，是一种新型的液相色谱技术。特点是应用含有高于临界胶囊（或称胶束，微胞等）浓度的表面活性剂溶液作为流动相。所谓“胶囊”就是表面活性剂溶液的浓度超过其临界胶囊浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)时形成的分子聚合体。通常每只胶囊由n个（一般为25～160个）表面活性剂单体分子组成，其形状为球形或椭圆球形。在CMC值以上的一个较大浓度范围内，胶囊溶液的某些物理性质（如表面张力、电导等等）以及胶囊本身的大小是不变的。构成胶囊的分子单体与溶液中自由的表面活性剂的分子单体之间存在着迅速的动态平衡。通常有正相与反相两种胶囊溶液。前者是由表面活性剂溶于极性溶剂所形成的亲水端位于外侧而亲脂端位于内部的胶囊；后者是指表面活性剂溶于非极性溶剂所形成的亲水端位于核心而亲脂基位于外面的胶囊。被分离组分与胶囊的相互作用和被分离组分与一般溶剂的作用方式不同，并且被分离组分和两种胶囊的作用也有差别。改变胶囊的类型、浓度、电荷性质等对被分离组分的色谱行为、淋洗次序以及分离效果均有较大影响。胶囊色谱就是充分运用了被分离组分和胶囊之间存在的静电作用、疏水作用、增溶作用和空间位阻作用以及其综合性的协同作用可获得一般液相色谱所不能达到的分离效果。适用于化学结构类似、性质差别细微的组分的分离和分析，是一种安全、无毒、经济的优越技术。 （一）原理：胶囊溶液是一种微型非均相体系(Microheterogenous system)。在胶囊色谱中，分离组分在固定相与水之间、胶囊与水相之间以及固定相与胶囊之间存在着分配平衡。组分的洗脱得为取决于三相之间分配系数的综合作用；同时定量地指出分离组分的容量因子k'的倒数值与胶囊浓度成正比，一般增加胶囊浓度即可获得较佳的分离效果。 （二）方法特点：与传统液相色谱的最大区别在于胶囊色谱流动相是由胶囊及其周围溶剂介质组成的一种微型的非均相体系，而常规流动相是一种均相体系。特点： 1、高度的选择性：因分离组分与胶囊之间存在着静电、疏水以及空间效应的综合作用，只要通过流动相中胶囊浓度的改变，就可使分离选择性获得改善和提高。此外，通过适当固定相以及表面活性剂的选择也可提高分离选择性。 2、便于梯度洗脱：由于表面活性剂的浓度高于CMC后再增大浓度时，溶液中仅胶囊的浓度发生改变，而表面活性剂单体分子的浓度不变，不影响流动相与固定相的平衡过程，因而比传统的梯度洗脱技术大大缩短了分析时间，并减少了流动相的消耗，适用于常规。 3、提高检测灵敏度：胶囊流动相可增加某些化合物的荧光强度，从而提高检测灵敏度。还可稳定某些化合物在室温条件下发生的液体磷光。 4、因分离组分不易分出，故缺点是柱效低且不适于制备分离。 （三）常用表面活性剂：常用的阳离子表面活性剂主要有：溴化或氯化十六烷基三甲铵(Cetyl trimethyl ammonium bromide or chloride,CTMAD或CTMAC)；阴离子表面活性剂有十二烷基硫酸钠(SDS)；非离子表面活性剂有Brij-35即(聚氧乙烯)35-十二烷基醚。 二、手性分离色谱(Chiral Separation Chromatography,CSC) 是采用色谱技术(TLC、GC和HPLC)分离测定光学异构体药物的有效方法。由于许多药物的对映体(Enantiomer)之间在药理、毒理乃至临床性质方面存在着较大差异，有必要对某些手性药物进行

矿产样品的激光诱导击穿光谱(LIBS)快速分析-J200

矿产样品的激光诱导击穿光谱（LIBS）快速分析 前言 过去十年中，因为在许多新兴经济体，如中国、俄 罗斯、印度和巴西，得到了快速发展，矿产业对世界经 济的增长提供了稳定的贡献。包括石油、煤炭、铁、金 银、镍、铜等多种矿产被持续开采。大多数矿产活动都 包含了矿石原料采集及材料的浓缩提纯等过程。 为了评估这些过程对最终获得的矿产产品的功效， 很多分析方法被用于量化或监测这些过程中的重要元 素。传统的方法包括XRF（X射线荧光）、GFAA（石墨 炉原子吸收）、ICP-AES（电感耦合等离子体发射光谱）、 ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）、SEM（扫描电镜）、 及SIMS（二次离子质谱）等。 激光诱导击穿光谱技术（Laser-induced breakdown spectroscopy 简称LIBS）是一种快速兴起的分析技术。LIBS技术在过去的几年里得到了多种工业行业的越来越多的关注。在矿产业，相较与上文提到的传统分析方法，LIBS具有很多有吸引力的分析优势。 LIBS可以检测从H到Pu的多种元素，包括如H、N、F和O等其它分析方法很难或不可能检测的非金属元素。此外，与XRF相比，LIBS对于轻元素（如B、Li、C、K、Ca、Mg、Al、Si等）有更高的灵敏度，而这些轻元素的检测对于许多矿产应用都很关键 本案例中，非洲矿产标准（AMIS）标准参考物质 （CRMs）被用于分析，以证明LIBS技术对于矿产业是 一种有效的分析方法。试验采用美国应用光谱公司的 LIBS设备——J200激光光谱元素分析仪（美国应用光 谱公司即ASI公司，由美国劳伦斯伯克利国家实验室首 席科学家 Rick Russo建立）。J200配备266nm Nd：YAG 纳秒激光器以及宽频检测器。 美国ASI公司的J200激光光谱元素分析仪

激光诱导击穿光谱技术要点

激光诱导击穿光谱的原理、装置 及在地质分析中的应用 摘要 激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种目前正在发展中的对样品中元素成分进行快速、现场定量检测的分析技术。为了了解激光诱导击穿光谱技术(LIBS)技术和发展现况以及这项技术的应用情况，在课堂学习和相关基础实验的基础上，通过查阅相关文献和书籍进行了分析、整理、归纳。文章从LIBS的由来、基本原理和实验装置进行了综述，讨论了激光诱导击穿光谱技术在地质分析方面的应用。LIBS技术应用方便快捷，且应用前景广泛。 关键字：激光诱导击穿光谱；元素分析；地质分析

The Principle and Device of Laser Induced Breakdown Spectroscopy and its Application in Geological Analysis ABSTRACT Laser-induced breakdown spectroscopy(LIBS)is a kind of analysis technique currently in development ,which is applied for rapid and on-site quantitative detection of the elements of the sample.To comprehend the laser induced breakdown spectroscopy(LIBS)technology, the current development status of LIBS technology and the application of the technology, LIBS technology was analyzed, arranged, and summarized on the basis of classroom learning , the related basic experiments and consulting relevant literatures and books. The origin, basic principle and experimental apparatus of LIBS are reviewed in this paper and the applications of laser induced breakdown spectroscopy in geological analysis are discussed.The application of LIBS technology are fast and convenient and LIBS technology will have broad application prospects. Key words:Laser Induced Breakdown Spectroscopy;elemental analysis;geological analysis

激光诱导击穿光谱仪器(LIBS)在火星土壤分析中的应用

激光诱导击穿光谱仪器（LIBS）在火星土壤分析中的应用 2012年8月6日，火星科学实验室太空探测器如期将“好奇”号探测车成功发送至火星表面，万事俱备，该探测车即将开始它的使命。“好奇”号的主要任务是使用光电技术分析火星土壤和岩石的成分，这一切都要通过车载的仪器来完成。车载光学仪器能够检测探测车周围方圆7米区域内样本的物理特性。 进行光电检测操作的重要仪器是ChemCam，这是一个激光识别系统，是装载于“好奇”号上的第一批仪器之一，主要用于供电和进行远程传感。海洋光学为ChemCam提供了三套定制的HR2000光谱仪，这些光谱仪经过配置用于为ChemCam分析火星岩石和土壤成分。专家预测ChemCam将于2012年8月10日左右开始进行校准，并于8月17日和18日进行火星表面的首批分析。 "ChemCam的主要任务是寻找轻质的化学元素，例如碳、氮和氧，这些元素都是维持生命所必需的”。ChemCam团队的首席研究员Roger Wiens说，“该系统可以对火星表面冰冻水以及其他资源进行快捷、精准的探测，例如对碳元素的检测”。所以ChemCam就成为“好奇”号完成使命的一个重要组件。” ChemCam的应用以激光诱导击穿光谱仪器（LIBS）为基础。该仪器的性能已经在极端地球环境中被证实，例如其在核反应堆内部和海底的应用，此次是其第一次用于行星科研。 “好奇”号上搭载的LIBS系统配有14mJ的纳秒脉冲激光器（单次脉冲时间为5ns），聚焦在0.3-0.6mm的检测区域，脉冲速度为3次/秒，所以它的功率可达10 MW/mm2，这些能量足以融化火星土壤和岩石中的元素，使它们的原子变为激发态，此时记录下激发态原子产生的等离子体光谱，通过对这些光谱数据的分析就可以得出火星岩石化学成分的信息。 由于为了达到检测范围内的探测准确，同一个区域预计要进行50-75次独立的脉冲，从而在设计LIBS系统时，对于同一地点激光的重复性要求非常高，这样可以有效除去采样地点表层覆盖的灰尘和风化层。ChemCam的设计适用于在整个任务执行过程捕捉到1400次观测结果。 ChemCam将应用于“好奇”号到达的每一个地点，但是将在探测车着陆的盖尔陨坑展开工作。“这是一个值得令人惊讶的消息，因为盖尔陨坑的山脉出现在完全是沉积材料构成的轨道上，这是一个比美国大峡谷的深度几乎还要高三倍的沉积层组合地貌。”美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的博士后研究员Nina Lanza说。 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室提供ChemCam光谱仪和数据处理器，并指导整个探索过程。法国空间研究中心（CNES）和法国图卢兹天体物理学实验室（CESR）一起提供ChemCam激光和望远镜，其中激光由法国泰雷兹集团（Thales）制造。.

激光诱导击穿光谱技术..

激光诱导击穿光谱技术（LIBS） 姓名：李记肖 学号：3114313040 班级：电子硕4128班 邮箱：465471316@https://www.wendangku.net/doc/8a1239559.html,

1激光诱导击穿光谱技术（LIBS）简介 激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS，是由美国Los Alamos 国家实验室的David Cremers 研究小组于1962年提出和实现的。自从1962年该小组成员Brech最先提出了用红宝石微波激射器来诱导产生等离子体的光谱化学方法之后，激光诱导击穿光谱技术开始被广泛应用于多个领域，如钢铁成分在线分析、宇宙探索、环境和废物的监测、文化遗产鉴定、工业过程控制、医药检测、地球化学分析，以及美国NASA的火星探测计划CHEMCAM等，并且开发出了许多基于LIPS技术的小型化在线检测系统。 2 LIBS发展概况 自1960年世界上第一台红宝石激光器问世，两年后Brech和Cross就实现了固体样品表面的激光诱导等离子体，开启了LIBS技术的历程。1963年，调Q激光器的发明大大促进了LIBS技术的发展，这种激光器的单个短脉冲具有极高的功率密度，足以产生光谱分析所需的激光等离子体。因此调Q激光器的发明被称为LIBS技术诞生的标志。1965年Zel’dovich and Raizer把LIBS技术的应用延伸到气体样品。70年代初，Jarrell-Ash和Carl Zeiss制造了世界上第一台工业应用LIBS设备，需要说明的是，这套LIBS设备中，短脉冲激光用于烧蚀样品，然后用电弧激发样品。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)曾致力于LIBS分析技术的机理研究和应用，在1987年将其应用于乏燃料后处理工艺中铀浓度分析。在八十年代，LIBS被应用于液体样品以及分析土壤中的金属及污染物。德国卡尔斯鲁厄核中心从上世纪90年代初开始，致力于将LIBS应用于高放废液玻璃固化工艺控制分析，获得巨大成功，随后模拟高放废液玻璃固化体中27种元素的实时定量分析。意大利国家原子分子物理研究所A.CIUCCI和M.CORSI等提出了一种无需“校准曲线”的LIPS定量化分析技术—CF-LIBS，进一步发展了LIBS技术在定量分析中的应用。S.Palanco和https://www.wendangku.net/doc/8a1239559.html,serna利用多元线性回归法来定量分析物质成分含量，以消除基体效应的影响，获得很好的效果。 3 LIBS基本原理 脉冲激光束经透镜会聚后辐照在固体靶的表面，激光传递给靶材的能量大于热扩散和热辐射带来的能量损失，能量在靶表面聚集，当能量密度超过靶材的电离阈值时，即可在靶材表面形成等离子体，具体表现为强烈的火花，并伴随有响声。激光诱导的等离子体温度很高，通常在10000K以上，等离子体中含有大量

光谱分析方法

光谱分析方法

第一章绪论 一、填空题 1仪器分析方法分为（）、（）、色谱法、质谱法、电泳法、热分析法和放射化学分析法。 2 光学分析法一般可分为（）、（）。 3仪器分析的分离分析法主要包括（）、（）、（）。 4仪器分析较化学分析的优点（）、（）、操作简便分析速度快。 答案 1光学分析法、电化学分析法 2光谱法、非光谱法 3色谱法、质谱法、电泳法 4灵敏度高检出限低、选择性好 第二章光学分析法导论 一、选择题 1 电磁辐射的粒子性主要表现在哪些方面（）A能量B频率C波长D波数

2 当辐射从一种介质传播到另一种介质时，下列哪种参量不变（） A波长B速度C频率D方向 3 电磁辐射的二象性是指: A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成；B．电磁辐射具有波动性和电磁性； C．电磁辐射具有微粒性和光电效应；D．电磁辐射具有波动性和粒子性 4 可见区、紫外区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为：A．紫外区和无线电波区；B．可见光区和无线电波区； C．紫外区和红外区；D．波数越大。 5 有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的 A．能量越大；B．频率越高；C．波长越长；D．波数越大。 6 波长为0.0100nm的电磁辐射的能量是多少eV？ A．0.124；B．12.4eV；C．124eV；D．1240 eV。 7 受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐

射形式辐射多余的能量，这种现象称为（）A光的吸收B光的发射C光的散射D 光的衍射 8 利用光栅的（）作用，可以进行色散分光A散射B衍射和干涉C折射D发射9 棱镜是利用其（）来分光的 A散射作用B衍射作用C折射作用D 旋光作用 10 光谱分析仪通常由以下（）四个基本部分组成 A光源、样品池、检测器、计算机 B信息发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 C激发源、样品池、光电二级管、显示系统 D光源、棱镜、光栅、光电池 二、填空题 1. 不同波长的光具有不同的能量，波长越长，频率、波数越（），能量越（），反之，波长越短，能量越（）。 2. 在光谱分析中，常常采用色散元件获得（）来作为分析手段。 3. 物质对光的折射率随着光的频率变化而变

光谱分析原理及表示方法

紫外吸收光谱 UV 分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁 谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化 提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息 荧光光谱法 FS 分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光 谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化 提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息 红外吸收光谱法 IR 分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化 提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 拉曼光谱法 Ram 分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射 谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化 提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 核磁共振波谱法 NMR 分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁 谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化 提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几 何构型的信息 电子顺磁共振波谱法 ESR 分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化 提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键 特性及几何构型信息 质谱分析法 MS 分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化 提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的 信息 气相色谱法 GC 分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离 谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据；峰面积与组分含量有关 反气相色谱法 IGC 分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力

团体标准-《有色金属材料分析方法 激光诱导击穿光谱应用通则》(编制说明)-预审稿

有色金属材料分析方法 激光诱导击穿光谱应用通则 编制说明 （预审稿） 主编单位：国合通用测试评价认证股份公司 山东东仪光电仪器有限公司 2020年6月

有色金属材料分析方法激光诱导击穿光谱应用通则 编制说明（预审稿） 一、工作简况 1、立项目的 新材料实时在线成分检测一直是冶金行业的重要研究方向之一，它能有效缩短检测时间，不仅可降低成本，节约能源，改善品质，还可以提高生产效率，同时为冶炼工艺改进提供有效手段。因此，激光诱导击穿光谱法（LIBS）的在线分析系统在冶金行业生产中不仅具有经济效益，还同样具有重要的战略意义。到目前为止国内外公开的信息中可查询到块状固体原子光谱分析标准有：中国人民共和国国家标准GB/T 14203-2016《火花放电原子发射光谱分析法通则》；GB/T 7999-2015《铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法》；GB/T 14203-1993《钢铁及合金光电发射光谱分析法通则》；GB/T 4336-2002 《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）》；GB/T 11170-2008《不锈钢多元素测定火花-发射光谱法》；GB 222-84 《钢的化学成分分析用试样取样法及成品化学允许偏差》；GB/T 7999-2000《铝及铝合金光电（测光法）发射光谱分析方法》；YS/T 482-2005《铜及铜合金光谱分析》等。 激光诱导击穿光谱在有色金属材料分析应用方法通则的制定目地在于针对有色金属材料分析领域，根据有色金属材料的特点，规范LIBS的术语和定义、方法原理、仪器设备、测试环境、样品、分析步骤、数据处理、试验报告和安全防护等内容，便于有色金属分析工作者之间的交流。其意义在于为后续LIBS具体分析方法（如铝合金、铜合金、钛合金及镁合金的分析）的制定奠定坚实的基础。 目前国内外没有相应的LIBS标准，科学术语及仪器的操作具有很大的随意性，导致不同实验室之间的分析结果没有可比性，对不同实验室之间的数据比对带来一定的障碍，通过激光诱导击穿光谱在有色金属材料分析应用方法通则制定，不仅统一术语名称，而且统一仪器的操制流程，使不同实验室之间的数据具有可比性，因此该标准的制定是必要的，其意义在于推动LIBS分析技术的发展与成熟。 2、任务来源 根据有色协会《关于下达2018年第二批协会标准制修订计划的通知》（中色协科字[2018]75号）的文件精神，《有色金属材料分析方法激光诱导击穿光谱应用通则》团体标准由全国有色金属标准化技术委员会负责归口，国合通用测试评价认证股份公司、山东东仪光电仪器有限公司、国标（北京）检验认证有限公司等单位负责起草，项目计划编号为

光谱分析方法

第一章绪论 ）、色谱法、质谱法、电泳法、热分析法和放射化 （ ）。 ）、（ ）、（ ）。 ）、（ ）、操作简便分析速度快。 答案 1光学分析法、电化学分析法 2光谱法、非光谱法 3色谱法、质谱法、电泳法 4灵敏度高检出限低、选择性好 第二章光学分析法导论 一、 选择题 1电磁辐射的粒子性主要表现在哪些方面（ ） A 能量 B 频率 C 波长 D 波数 2当辐射从一种介质传播到另一种介质时，下列哪种参量不变（ ） A 波长 B 速度 C 频率 D 方向 3电磁辐射的二象性是指： A .电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成； B .电磁辐射具有波动性和电磁性； C ?电磁辐射具有微粒性和光电效应； D ?电磁辐射具有波动性和粒子性 4可见区、紫外区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中， 能量最大和最小的区域分别为: A ?紫外区和无线电波区； B ?可见光区和无线电波区； C .紫外区和红外区； D ?波数越大。 一、 填空题 1仪器分析方法分为（ ）、（ 学分析法。 2光学分析法一般可分为（ ） 3仪器分析的分离分析法主要包括（

5有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的A .能量越大；B .频率越高；C .波长越长；D .波数越大。

7受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐射形式辐射多余的能量，这种现象称为（） A光的吸收B光的发射C光的散射D光的衍射 8利用光栅的（）作用，可以进行色散分光 A散射B衍射和干涉C折射D发射 9棱镜是利用其（）来分光的 A散射作用B衍射作用C折射作用D旋光作用 10光谱分析仪通常由以下（）四个基本部分组成 A光源、样品池、检测器、计算机 B信息发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 C激发源、样品池、光电二级管、显示系统 D光源、棱镜、光栅、光电池 二、填空题 ），能量越（），反1. 不同波长的光具有不同的能量，波长越长，频率、波数越（ 之，波长越短，能量越（）。 2. 在光谱分析中，常常采用色散元件获得（）来作为分析手段。 3. 物质对光的折射率随着光的频率变化而变化，这中现象称为（） 4. 吸收光谱按其产生的本质分为（）、（）、（）等。 5. 由于原子没有振动和转动能级，因此原子光谱的产生主要是（）所致。 6?当光与物质作用时，某些频率的光被物质选择性的吸收并使其强度减弱的现象，称为（）, 此时，物质中的分子或原子由（）状态跃迁到（）的状态。 7.原子内层电子跃迁的能量相当于（）光，原子外层电子跃迁的能量相当于（）和（）。 三. 简答题: 1?什么是光学分析法？ 2?何谓光谱分析法和非光谱分析法? 3. 简述光学分析法的分类？ 4. 简述光学光谱仪器的基本组成。 5. 简述瑞利散射和拉曼散射的不同?

激光诱导荧光法用于内燃机燃烧可视化的研究进展

R esearch Progress of Cooling System for Modern V ehicle Engine CH EN G Xiao 2bei ,Pan Li ,J V Hong 2ling (School of Energy &Power Engineering ,Huazhong University of Science &Technology ,Wuhan 430074,China ) Abstract :The development status ,influencing factors and existing problems of cooling system were briefly analyzed ,and the f ront design concept and research method like the intelligent electronic 2controlled coolin g ,precise cooling ,split cooling ,air 2side flow and vehicle thermal management for engine cooling system were also introduced.The hig h efficiency and low consumption realized with modern engine cooling system were discussed ,it was pointed out that the integration of precise cooling and split cooling with electronic 2controlled elements was the feasible method ,and the vehicle thermal management would be the main method to improve the cooling performance entirely. K ey w ords :automobile engine ;cooling system ;intelligent control ;thermal management ;prediction of development trend [编辑:潘丽丽] 收稿日期:2007210218;修回日期:2008201211 作者简介:马　骁(1983— ),男,四川省荥经市人,在读博士,主要研究方向为内燃机燃烧的激光诊断;max @https://www.wendangku.net/doc/8a1239559.html, 。激光诱导荧光法用于内燃机燃烧可视化的研究进展 马　骁,何　旭,王建昕 (清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京　100084) 摘要:阐述了激光诱导荧光法用于内燃机可视化的基本原理。结合研究实例中典型的试验装置重点介绍了激光诱导荧光法在内燃机可视化研究中的应用情况,包括燃烧组分和温度场的激光诱导荧光测量、高度挥发性燃料的喷雾与混合气形成的平面激光诱导荧光法测量以及内燃机喷雾中气液两相的复合激光诱导荧光测量。 关键词:内燃机;激光诱导荧光;可视化;混合气形成;喷雾 中图分类号:T K464 文献标志码:A 文章编号:100122222(2008)0120007207 近年来控制汽车尾气排放和燃油经济性的法规 日益严格,对内燃机的研发,尤其是在缸内混合气组织、燃烧控制方面提出了更高的要求。可视化技术能够直观地提供缸内混合气形成和燃烧状态的信息,,因而可视化研究作为内燃机基础研究的重要一环一直受到国内外内燃机界的重视。 以激光诱导荧光(L IF )法为代表的现代光学诊断方法用于内燃机可视化技术是近年来的研究热点。L IF 法可以以非侵入的形式定量测量主要污染物及中间产物浓度分布、流场温度、混合气浓度分布等参数,采用不同的试验装置可以进行单点、一维、二维及准三维的测量[1],是一种灵活而有效的测试手段。随着激光器、增强型电荷耦合器件(ICCD )及光电倍增管等技术的不断发展,L IF 法正被更多的 研究者用于内燃机可视化研究。 1　L IF 法的基本原理 当激光光子的能量(表征为波长λ)符合分子特 定两个能级之间能量间隔时,受照射分子可以吸收光子从基态跃迁至高能态。由于处于高能态的分子不稳定,故在一定时间内受激分子将通过辐射和非辐射的方式释放能量返回基态,在此过程中分子的自发辐射发光称为荧光。荧光的特性随荧光物质的种类、环境温度、压力以及周围物质氛围的不同而呈现出较大的差异[2]。在满足一定条件时,通过荧光的强度可以得到包括浓度、温度、组分在内的多种物理参数。 在用L IF 法进行内燃机可视化研究中,作为观察对象的受激分子通常是以NO 为代表的燃烧产物 第1期(总第173期)2008年2月车　用　发　动　机V EHICL E EN GIN E No.1(Serial No.173) Feb.2008

20131224 - 激光诱导击穿光谱及其应用研究进展

激光诱导击穿光谱及其应用研究进展 钢铁研究总院测试所 贾云海 激光诱导击穿光谱原理 激光诱导击穿光谱法（Laser Induced Breakdown Spectroscopy 或Laser Induced Plasma Spectroscopy）简称为LIBS 或LIPS，由美国 Los Alamos 国家实验室的 David Cremers 研究小组1962 年提出和实现。该技术是目前国际非常流行，极具价值，非常有前景的分析工具激光经透镜聚焦在样品表面，当激光脉冲的能量密度大于击穿门槛能量时，就会在局部产生等离子体，称作激光诱导等离子体。用光谱仪直接收集样品表等离子体产生的发射谱线信号，根据发射光谱的强度进行定量分析。 激光诱导等离子体发射谱线的形成过程 （a）多光子电离形成等离子体 (b) 轫致辐射及电子自由跃迁形成的宽带发射，主要为等离子体中各元素的电离线形成的连续背景谱线，该过程需几百纳秒。 (c)能级跃迁形成的谱线发射，谱线强度与元素浓度成正比。该过程通常持续几微秒，是 进行元素定量分析的重要环节 激光诱导击穿光谱技术的优势 ■分析简便、快速，无须烦琐的样品前处理过程； ■对样品尺寸、形状及物理性质要求不严格，可分析不规则样品；可分析导体、非导体材料，以及难熔材料；可测定固态样品，还可以测定液态、气态样品； ■LIBS 具有高灵敏度与高空间分辨率，可进行原位微区分析； ■可进行样品痕量分析，现场分析以及高温、恶劣环境下的远程分析

激光诱导击穿光谱在环境领域中的应用激光感生击穿光谱的应用研究进行得最早、最深入的是环境领域，libs 主要用于探测水、土、空气中重金属，监控水、土、空气的污染状况。以土壤分析为例： □传统的化学检测方法需要在实验室里进行并耗费大量的时间用来进行制备、溶解、离子交换等工序 □Libs 可实现实时快速分析土壤中的Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb 和Zn 等7 种重金属元素，与用ICP-AES 的测量方法比较,误差都不超过6% 激光诱导击穿光谱在冶金领域中的应用 激光诱导击穿光谱可应用于炼钢工艺流程中各个环节： 1 高炉炉气分析 2 炉渣分析 3 液钢分析 4 钢材缺陷分析 5 成品钢材料筛选激光诱导击穿光谱在冶金领域中的应 用 - 炉气分析不影响冶金工艺流程的情况下，通过对炉气的探测监控冶炼过程中 的传热传质过程高炉炉顶条件: ■平均温度；180℃ ■气体流速；10～20m/s ■平均气压：2.3 bar.

激光诱导荧光LIF

LIF测量原理 一、光致发光物理基础 发光可以定义为原子或分子从激发态到较低能态经历的辐射发射过程。如果激发态是通过吸收入射辐射产生的，那么源于这种激发态的发射就称为光致发光。 1. 分子轨道理论 根据分子轨道理论，两个原子轨道结合时既可以形成成键分子轨道（bonding molecular orbit），又可以形成反键分子轨道（anti-bonding molecular orbit）。基态时分子中的电子占据成键轨道，有机分子中原子间电子云以头碰头形式形成的单键分子轨道叫做σ轨道，相应的电子叫σ电子；肩并肩形式形成的分子轨道叫π轨道，相应的电子叫π电子。相应的反键轨道分别用σ*和π*表示。另外还有很多物质还含有非键轨道（non-bonding electron），即未共用电子或孤电子对，用n表示。当吸收一定能量后，一定能级之间的电子可发生下图所示的四种跃迁：σ->σ*、n->σ*、n->π*、π->π*。 σ* 反键轨道 π* 反键轨道 n 非键轨道 π成键轨道 σ成键轨道 分子轨道及电子能级跃迁 2. 单线态和三线态 电子的自旋状态可以用自旋多重度表示，对于基态的原子，对于一个给定轨道中的两个电子，必定具有相反的自旋方向，因此自旋多重度总等于1，称为单线态；当一个电子被激发到能量较高的电子态时，激发态可能是单线态，也可能是三线态。从单线态激发称为三线态的概率是相当低的，较单线态要低若干个数量级，三线态的寿命比单线态长得多。 3 激发光谱和发射光谱 荧光现象属于光致发光，涉用到两种辐射，即激发光（吸收）和发射光，因而也都具有两种特征光谱，即激发光谱和发射光谱。这是荧光定性和定量分析的基本参数及依据。 1）激发光谱 通过测量荧光体的发光通量（即强度）随激发光波长的变化而获得的光谱，称为激发光谱。激发光谱的具体测绘方法，是通过扫描激发单色器，使不同波长的入射光照射激发荧光体，发出的荧光通过固定

激光诱导击穿光谱仪校准规范(送审稿)-编制说明

JJF（有色金属）000X—202X 激光诱导击穿光谱仪校准规范 编制说明 （送审稿） 激光诱导击穿光谱仪校准规范编制组 主编单位：国标（北京）检验认证有限公司 2020年11月16日

一、工作简况 1.1 立项目的 激光诱导击穿光谱仪（LIBS）是光谱分析领域一种前景广阔的分析手段，其基本原理是利用高能量激光光源，在分析材料表面形成高强度激光光斑（等离子体），使样品被激发而产生特征谱线，从而实现对化学元素的定性和定量分析。LIBS具有灵敏度高、分析速度快、可同时分析多种元素等优点。它弥补了传统元素分析方法的不足，可以检测几乎所有的无机元素，且几乎不需要样品制备，在有色金属材料的微区分析和缺陷检测，以及复杂恶劣环境下的分析检测和工业在线检测等应用领域优势明显。 LIBS主要由激光光源系统、激光聚焦系统、等离子体辐射手机系统、光谱仪、控制电路及软件数据处理系统等部件组成。激光光源系统通常包括激光电源和激光器。激光电源驱动激光器，激光器利用受激辐射原理输出激光，激光束通过激光聚焦系统会聚于样品表面，在极短时间内将样品表面微量元素剥离并激发出等离子体。因此激光能量的稳定性对于LIBS仪器光谱信号的状态具有十分重要的影响。光谱仪主要包括分光系统和探测器两个部分，是将受激发样品发出的光进行色散，并进一步将色散后的入射光信号转换为电信号的重要部件。因此，光谱仪性能的好坏（波长示值误差、波长示值重复性、检出限、测量重复性、测量稳定性）直接决定了检测结果的准确度和精密度。因此十分有必要在有色金属行业建立针对LIBS主要计量性能的校准技术规范。科学的校准规范能够有效确保校准操作的规范性和校准结果的可靠性，能够有效确保该仪器运行的可靠性，从而有利于该仪器的推广应用，对于提升产品质量水平、推动有色金属检测技术发展具有十分重要的积极作用。 1.2 任务来源 为保证和提升我国有色金属行业LIBS分析试验数据的准确性和可比性，工业和信息化部办公厅于2019年6月20日下达了《工业和信息化部办公厅关于印发2019年行业计量技术规范制修订计划的通知》（工信厅科函[2019]142号），其中包括《激光诱导击穿光谱仪校准规范》制订计划项目。该项目计划号为JJFZ（有色金属）002-2019，国标（北京）检验认证有限公司为主要起草单位，计划完成年限为2021年。 1.3 项目编制组单位简况 1.3.1 编制组成员单位 本标准的编制组单位为：国标（北京）检验认证有限公司、山东东仪光电仪器有限公司、广州计量检测技术研究院、国合通用测试评价认证股份公司、北矿检测技术有限公司。编制组成员单位均是我国从事LIBS研发、生产和应用，或者在有色金属行业内主要从事计量、分析检测及科研的权威单位。1.3.2 主编单位简介 国标（北京）检验认证有限公司（以下简称“国标检验”）是中央企业有研科技集团有限公司（原北京有色金属研究总院）下属国合通用测试评价认证股份公司的全资子公司，注册资本4680.00万元。

激光诱导击穿光谱仪项目投资简介

第一章概况 一、项目概况 （一）项目名称 激光诱导击穿光谱仪项目 （二）项目选址 xx经开区 项目建设区域以城市总体规划为依据，布局相对独立，便于集中开展 科研、生产经营和管理活动，并且统筹考虑用地与城市发展的关系，与项 目建设地的建成区有较方便的联系。投资项目对其生产工艺流程、设施布 置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑 环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。所选场址应避开自然保护区、风 景名胜区、生活饮用水源地和其他特别需要保护的环境敏感性目标。项目 建设区域地理条件较好，基础设施等配套较为完善，并且具有足够的发展 潜力。 （三）项目用地规模 项目总用地面积21484.07平方米（折合约32.21亩）。 （四）项目用地控制指标

该工程规划建筑系数73.21%，建筑容积率1.47，建设区域绿化覆盖率7.75%，固定资产投资强度163.59万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积21484.07平方米，建筑物基底占地面积15728.49平方米，总建筑面积31581.58平方米，其中：规划建设主体工程21883.12平方米，项目规划绿化面积2447.57平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计97台（套），设备购置费2424.74万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量500563.63千瓦时，折合61.52吨标准煤。 2、项目年总用水量5536.27立方米，折合0.47吨标准煤。 3、“激光诱导击穿光谱仪项目投资建设项目”，年用电量500563.63千瓦时，年总用水量5536.27立方米，项目年综合总耗能量（当量值）61.99吨标准煤/年。达产年综合节能量22.93吨标准煤/年，项目总节能率23.40%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合xx经开区发展规划，符合xx经开区产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。

光谱分析方法

第一章绪论 一、填空题 1仪器分析方法分为（）、（）、色谱法、质谱法、电泳法、热分析法和放射化学分析法。 2 光学分析法一般可分为（）、（）。 3仪器分析的分离分析法主要包括（）、（）、（）。 4仪器分析较化学分析的优点（）、（）、操作简便分析速度快。 答案 1光学分析法、电化学分析法 2光谱法、非光谱法 3色谱法、质谱法、电泳法 4灵敏度高检出限低、选择性好 第二章光学分析法导论 一、选择题 1 电磁辐射的粒子性主要表现在哪些方面（） A能量B频率C波长D波数 2 当辐射从一种介质传播到另一种介质时，下列哪种参量不变（） A波长B速度C频率D方向 3 电磁辐射的二象性是指: A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成；B．电磁辐射具有波动性和电磁性； C．电磁辐射具有微粒性和光电效应；D．电磁辐射具有波动性和粒子性 4 可见区、紫外区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为：A．紫外区和无线电波区；B．可见光区和无线电波区； C．紫外区和红外区；D．波数越大。 5 有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的

A．能量越大；B．频率越高；C．波长越长；D．波数越大。 6 波长为0.0100nm的电磁辐射的能量是多少eV？ A．0.124；B．12.4eV；C．124eV；D．1240 eV。 7 受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐射形式辐射多余的能量，这种现象称为（）A光的吸收B光的发射C光的散射D光的衍射 8 利用光栅的（）作用，可以进行色散分光 A散射B衍射和干涉C折射D发射 9 棱镜是利用其（）来分光的 A散射作用B衍射作用C折射作用D旋光作用 10 光谱分析仪通常由以下（）四个基本部分组成 A光源、样品池、检测器、计算机 B信息发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 C激发源、样品池、光电二级管、显示系统 D光源、棱镜、光栅、光电池 二、填空题 1. 不同波长的光具有不同的能量，波长越长，频率、波数越（），能量越（），反之，波长越短，能量越（）。 2. 在光谱分析中，常常采用色散元件获得（）来作为分析手段。 3. 物质对光的折射率随着光的频率变化而变化，这中现象称为（） 4. 吸收光谱按其产生的本质分为（）、（）、（）等。 5. 由于原子没有振动和转动能级，因此原子光谱的产生主要是（）所致。 6. 当光与物质作用时，某些频率的光被物质选择性的吸收并使其强度减弱的现象，称为（），此时，物质中的分子或原子由（）状态跃迁到（）的状态。 7. 原子内层电子跃迁的能量相当于（）光，原子外层电子跃迁的能量相当于（）和（）。三．简答题： 1. 什么是光学分析法？ 2. 何谓光谱分析法和非光谱分析法？

激光诱导荧光检测技术简介

荧光分析法 原理：根据物质分子吸收光谱和荧光光谱能级跃迁机理，具有吸收光子能力的 物质在特定波长光（如紫外光）照射下可在瞬间发射出比激发光波长长的光，即荧光。荧光强度与物质浓度的关系可表示为：I=kC，因此紫外荧光光强I与样气的浓度C成线性关系。这是紫外荧光法进行定量检测的重要依据。 两种测定方法： 直接测定法:利用物质自身发射的荧光进行测定分析。 间接测定法：由于有些物质本身不发射荧光（或荧光很弱），这就需要把不发射荧光的物质转化成能发射荧光的物质。例如用某些试剂（如荧光染料），使其与不发射荧光的物质生成络合物，这种络合物能发射荧光，再进行测定。因此荧光试剂的使用，对一些原来不发荧光的无机物质和有机物质进行荧光分析打开了大门，扩展了分析的范围。 不管是直接测定，还是间接测定，一般的采用标准工作曲线法，取各种已知量的荧光物质，配成一系列的标准溶液，测定出这些标准溶液的荧光强度，然后给出荧光强度对标准溶液的浓度的工作曲线。在同样的仪器条件下，测定未知样品的荧光强度，然后从标准工作曲线上查出未知样品的浓度（即含量）。 一般常用的荧光分析仪器有：目测荧光仪（荧光分析灯），荧光光度计和荧光分光光度计三种。 荧光分析是一种先进的分析方法，它比电子探针法、质谱法、光谱法、极谱法等都应用的较广泛和普及，这同荧光分析具有很多优点分不开的。荧光分析所用的设备较简单，如目测荧光仪和荧光光度计构造非常简单完全可以自己制造。比起质谱仪、极谱仪和电子探针仪来它在造价上要便宜很多倍，而且荧光分析的最大特点是：分析灵敏度高、选择性强和使用简便。同时具备这三大特点的仪器并不多. 激光诱导荧光分析（LIF） 激光的特点：亮度高，方向性好，单色性好，相干性好 仪器组成：与普通的荧光检测器一样，激光诱导荧光检测器主要由光源、光学系统、检测池和光检测元件组成，两者最重要的区别是激光诱导荧光检测器的光源是激光器。 激光器：激光器是激光诱导荧光检测器的重要组成部分，用脉冲激光为光源，采用时间分辨技术可消除瑞利散射光（半径比光或其他电磁辐射的波长小很多的微小颗粒对入射光束的散射）和拉曼散射光（光波在被散射后频率发生变化）对测定的干扰，同时增加被测成分之间测定的选择性。以上这些特性使激光诱导荧光检测器的信噪比大大增强，显示出最高的灵敏度和较好的选择性。