一种基于激光诱导击穿光谱的普通黄铜全元素分析装置及方法，属于分析化学技术领域。装置包括激光器、光谱仪、延时发生器、聚焦透镜、搜集透镜、光纤、样本、计算机；激光器和光谱仪分别和延时发生器相连，光谱仪和计算机相连，光纤和光谱仪相连，聚焦透镜设置在激光器和样本之间，搜集透镜通过光纤与光谱仪连接。分析方法包括Cu、Pb、Fe、Ni元素的工作曲线的建立，以及工作曲线的验证。用于分析普通黄铜的Cu、Pb、Fe、Ni元素的含量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分析化学
，特别提供了一种基于激光诱导击穿光谱 (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，简称LIBS)的普通黄铜全元素分析装置及方法，用于分析普通黄铜的Cu、Pb, Fe, Ni元素的含量。
技术介绍
铜及铜合金在有色领域中占有重要位置，仅次于铝。国标GB/T 5231-2001给出了我国生产的四大类铜合金(纯铜、黄铜、青铜、白铜)，其中普通黄铜是黄铜中的一类合金， 目前有10种牌号:H59, H62，H63，H65，H68，H70, H80, H85，H90, H96，用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。普通黄铜的主要元素是大含量的Cu(57% 97%)，微量的 Fe、Ni、Pb，以及余下的大含量的Si。普通黄铜的Cu、Pb、Fe、Ni元素的含量对其性质和应用有着重要的影响(GB/ T5231-2001，加工铜及铜合金化学成分和产品形状.；王碧文，王涛，王祝堂.铜合金及其加工技术.北京化学工业出版社，2007. 30-37.；钟卫佳.铜加工实用手册.北京冶金工业出版社，2007. 120 131.)。目前分析这些元素的方法主要有化学分析方法 (GB/T 5121-2008，铜及铜合金化学分析方法.)、光电发射光谱法(YS/T 482-2005.铜及铜合金分析方法光电发射光谱法.)和X射线荧光光谱法(YS/T 483-2005.铜及铜合金分析方法X射线荧光光谱法(波长色散型).)。LIBS成分分析的基本原理是将一束高能脉冲激会聚于物质表面，使会聚点处的物质瞬时电离气化而形成高温高压等离子体，等离子体冷却过程中辐射出物质各元素的特征光谱，通过分析特征光谱的波长和强度可以分别确定元素的种类和含量(刘海东，吴少波，房庆海.基于LIBS技术的钢水含碳量测量方法研究.冶金自动化， 2010S1 :523-525.)。LIBS具有在线分析的潜在优势使得它在普通黄铜合金的分析上受到研究者的关注(V. Margetic, A. Pakulev, A. Stockhaus, M. Bolshov, K. Niemax, R. Hergenroder, A comparison of nanosecond and femtosecond laser induced plasma spectroscopy on brass sample,Spectrochim. Acta B,55 (2000) 1771-1785. ；V. Margetic, K. Niemax, R. Hergenroder, A study of non-linear calibration graph for brass with femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy, Spectrochim. Acta B 56 (2001) 1003-1010. ；Cristoforetti,Stefano Legnaioli,Giulia Lorenzetti,Vincenzo Palleschi, Abdallah A. Shaltout, Classical univariate calibration and partial least squares for quantitative analysis of brass samples by laser-induced breakdown spectroscopy Jose Manuel Andrade a, Gabriele, Spectrochimica Acta Part B 650010)658-663.)，目前还没有文献报道能对普通黄铜进行全元素分析(Cu、 Pb、Fe、Ni)并取得较好的分析结果。比较相近的结果有文献(V. Margetic，A. Pakulev, A.Stockhaus, Μ. Bolshov, K. Niemax, R. Hergenroder, A comparison of nanosecond and femtosecond laser induced plasma spectroscopy on brass sample, Spectrochim.Acta B,55(2000) 1771-1785. ；V.Margetic, K.Niemax, R. Hergenroder, A study of non-linear calibration graph for brass with femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy, Spectrochim· Acta B 56(2001) 1003-1010. ；Cristoforetti，Stefano Legnaioli，Giulia Lorenzetti，Vincenzo Palleschi，Abdallah A. Shaltout，Classical univariate calibration and partial least squares for quantitative analysis of brass samples by laser-induced breakdown spectroscopy Jose Manuel Andrade a， Gabriele，Spectrochimica Acta Part B 65(2010)658-663·)。 文献(V. Margetic，A. Pakulev，A. Stockhaus，M. Bolshov, K. Niemax， R. Hergenroder, A comparison of nanosecond and femtosecond laser induced plasma spectroscopy on brass sample，Spectrochim. Acta B，55 (2000) 1771-1785.； V. Margetic, K. Niemax, R. Hergenroder, A study of non-linear calibration graph for brass with femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy, Spectrochim. Acta B 56^)01) 1003-1010.)针对Cu-Zn 二元合金使用fs激光器、多色仪和光谱数学模型得到了 Cu元素的工作曲线，该曲线依赖于Zn元素和Cu元素的成分比。由于在普通黄铜样本中含有Zn和Cu元素以外的其他元素，而且Zn元素含量是余量，因此该曲线不能直接作为普通黄铜中Cu元素的工作曲线曲线使用。当然，由于使用的是Cu-Zn 二元合金，因此文献(V. Margetic，A. Pakulev, A. Stockhaus，Μ. Bolshov，K. Niemax, R. Hergenroder, A comparison of nanosecond and femtosecond laser induced p本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于激光诱导击穿光谱的普通黄铜全元素分析装置，包括激光器、光谱仪、延时发生器、聚焦透镜、搜集透镜、光纤、样本、计算机；其特征在于，激光器（１）和光谱仪（２）分别和延时发生器（３）相连，光谱仪（２）和计算机（８）相连，光纤（６）和光谱仪（２）相连，聚焦透镜（４）设置在激光器（１）和样本（７）之间，搜集透镜（５）通过光纤（６）与光谱仪（２）连接；激光器（１）按０．１～１ｓ周期发射脉冲激光，发出的激光经过聚焦透镜（４）后汇聚在样本（７）的表面形成光斑，光斑烧蚀样本（７）形成高温等离子体，等离子体迅速冷却后产生和样本成分相关的特征光谱，特征光谱经搜集透镜（５）汇入光纤（６），并经光纤（６）传递到光谱仪（２）；激光器（１）在发出脉冲激光的同时，发出一个指示信号给延时发生器（３）；延时发生器（３）接收到指示信号后，延时预设的时间，再触发光谱仪（２）读取激光烧蚀样本产生的等离子体光谱。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴少波，张云贵，孙彦广，李潘，于立业，苏胜石，
申请(专利权)人：冶金自动化研究设计院，
类型：发明
国别省市：11
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