【科普】LIBS光谱仪的温度稳定性对合金分析精度的影响

激光诱导击穿光谱（LIBS）是一项利用高度聚焦激光器烧蚀材料表面来测定材料化学成分的分析技术。LIBS 是用于材料验证计划中的质量控制（QC）和材料可靠性鉴别（PMI）的重要技术，尤其适用于钢铁行业。

大多数手持式 LIBS 分析仪采用 1064nm 波长脉冲激光器。高能量短脉冲（纳秒）在单位面积产生的功率足以烧蚀少量材料（大约一纳克）并在样品表面产生等离子体。

Thermo Scientific™ NitonTM Apollo™手持式 LIBS 分析仪

来自等离子体的光是多色的（白光），这意味着它包含多个不同的波长。白光被衍射光栅分成组分波长，其原理与白光穿过棱镜被分成各种颜色的彩虹大致相同。不同元素会发出特定波长的光，光的强度与元素浓度成正比。

光谱仪可测量特定波长下发射的光子数量，并生成样品光谱。它通过测量关注元素的典型峰，并生成浓度指示结果。

Thermo Scientific™ Niton™ApolloTM手持式 LIBS 分析仪

用于测量每个元素的波长线的光谱仪，在机械尺寸方面必须高度稳定。鉴于铁谱中有数千条密集的发射线，必须将测量窗口保持在精确的JD波长范围内，这对于避免附近线的干扰至关重要，否则这些干扰可能会漂移到分析窗口中，而所需线的信号会从窗口中漂移出来。如果产品不具有坚如磐石的尺寸稳定性，这种情况就会发生。

光谱仪支架材料的尺寸会随温度变化而稍有变化。这会导致读数出现误差。 

Thermo Scientific™ Niton™ApolloTM手持式 LIBS 分析仪

大多数手持式 LIBS 分析仪均采用 Invar-36 光谱仪支架。Invar 是一种 36% 镍铁合金，在室温至大约 230°C 的温度范围内，具有所有金属和合金中ZD的热膨胀（来源：AZO 材料）。

Thermo Scientific™ Niton™ ApolloTM手持式 LIBS 分析仪

Invar-36 支架所用材料是大多数金属中膨胀系数随温度变化最小的材料。此外，应对光谱仪所在的整个环境进行温度控制，以免温度波动，因为轻微膨胀就可能导致读数出现误差。

大多数（即使不是全部）供应商都会使用散热片来缓解外部环境温度波动。散热片质量越大，温度变化缓解效果就越好。为了更方便，散热器可采用更小尺寸和更小质量的设计。但是，相对于更稳健的设计，减小尺寸和质量通常会降低性能。

Thermo Scientific™ 

Niton™Apollo™手持式 LIBS 分析仪

产品特征 

●扩展了现场用途；

●强大的分析能力；

●实验室级的强大功能；

●快速得出结果，提高生产率；

●安全DY；

●智能技术。

意识到这些因素的用户几乎会首先根据性能进行投资，因为测量结果会关乎生命安全。在航空航天、汽车、石油和天然气及建筑行业，进行合金分析时，“关键任务验证”不仅仅是一个口号……这就是它的含义！

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