激光探針元素分析儀小型化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、激光探針技術(shù)（又稱為激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)，簡稱LIBS），是一種基于激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射光譜的物質(zhì)成分分析技術(shù)，具有無需樣品制備、分析速度快、原位在線、多元素同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)，在冶金、環(huán)境保護(hù)、深空探測(cè)、生物醫(yī)藥和材料科學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛能。然而，當(dāng)前主流的激光探針分析系統(tǒng)體積大、功耗高，不便于攜帶至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速檢測(cè)分析，因此無法充分發(fā)揮其原位、快速的優(yōu)點(diǎn)，限制了激光探針技術(shù)在眾多需要現(xiàn)場(chǎng)迅捷分析場(chǎng)合中的應(yīng)用?；诖耍疚难?/p>

2、究開發(fā)了手持式激光探針元素分析儀和用于激光探針分析系統(tǒng)的微型同步時(shí)序發(fā)生器，成功實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化。具體研究內(nèi)容如下：
　　采用單片微控制器芯片和簡單外圍電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了具有5通道、最佳分辨率55 ps的 LIBS專用微型同步時(shí)序發(fā)生器，大幅度減小了激光探針分析系統(tǒng)中該核心器件的體積、功耗和成本。與常用的通用型數(shù)字延時(shí)發(fā)生器DG535的對(duì)比和應(yīng)用測(cè)試表明，二者在激光探針分析系統(tǒng)中的性能基本一致，完全滿足LIBS系統(tǒng)的時(shí)序控制和集成應(yīng)

3、用需求，為LIBS儀器的小型化提供了必要的支撐。
　　采用微型脈沖激光器、微型光纖光譜儀和嵌入式計(jì)算機(jī)等器件搭建了手持式激光探針元素分析儀硬件系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的測(cè)控分析軟件，成功實(shí)現(xiàn)了儀器軟硬件系統(tǒng)的集成。測(cè)試結(jié)果表明，該分析儀器便于攜帶、操作簡單、分析快速，達(dá)到了手持式元素分析儀器的基本要求。
　　建立了基于主成分分析與馬氏距離判別法的鋁合金快速分類模型，并將該模型集成于自主研制的手持式