[发明专利]成分组成计测系统及成分组成计测方法

说明书

成分组成计测系统具备：对计测对象照射具有产生等离子体程度的强度的第一激光(L1)的第一激光光源、对计测对象照射具有不产生等离子体程度的强度的第二激光(L2)的第二激光光源、根据对计测对象照射第一激光而产生的等离子体的发光来测定表示各波长的强度的发光光谱的光谱测定装置、使用所测定的发光光谱的数据分析计测对象的组成的控制装置。第二激光光源在第一激光(L1)的照射开始前，开始照射第二激光(L2)，在第一激光(L1)的照射结束后，结束照射第二激光(L2)。

技术领域

本发明涉及使用激光诱导击穿光谱法对计测对象的成分组成进行计测的装置及方法。

背景技术

作为分析物质成分组成的方法，有激光诱导击穿光谱法(LIBS：Laser InducedBreakdown Spectroscopy)。激光诱导击穿光谱法通过对计测对象的表面照射激光而产生等离子体，分析等离子体的发光光谱，从而测定构成检查对象的元素成分。

更具体而言，在激光诱导击穿光谱法中，将激光聚光而对计测对象进行照射，急速加热计测对象的表面，由此，在计测对象表面生成含有激励状态的离子的等离子体。在所激励的电子降至低能级时，发出具有成分特有频率的光。因为其发光强度与原子数密度相关，所以通过求出各光谱的波长和光谱线强度，能够对计测对象中存在的物质进行识别和计测。在此，自然放出的原子i的发光光谱强度Ii通过下式表示。

[数1]

n_(i)表示元素i的浓度，K_(i),j表示含有爱因斯坦系数的变量，g_(i),j表示简并性，E_(i),j表示上能级能量，K_B表示玻尔兹曼常数，T表示等离子体温度。在进行定量分析的情况下，等离子体温度等对发光强度I_(i)带来影响的要素的明确化变得重要。

激光诱导击穿光谱法适用于对各种样品的定量及元素分析。例如，专利文献1中公开有使用激光诱导击穿光谱法检测废弃木材中的有害物质的系统。专利文献1的系统是检测废弃木材中的有害物质的系统，由搬送废弃木材的搬送装置、检测被搬送装置搬送的废弃木材中的有害物质的激光诱导击穿(LIBS)装置、通过来自激光诱导击穿装置的信号从无害木材中仅分选含有有害物质的有害木材的分选装置构成。根据专利文献1的系统，能够实时简易且迅速地检测涂布于来自建筑物等的废弃木材上的防腐剂等有害物质。

另外，专利文献2及非专利文献1中公开有使用了短激光脉冲和长激光脉冲的LIBS装置。专利文献2中公开有将引起击穿的短激光脉冲和单独不会引起击穿的长激光脉冲组合的LIBS装置。非专利文献1中公开有使短激光脉冲和长激光脉冲的光轴一致的LIBS装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-10371号公报

专利文献2：美国专利8,125,627号说明书

非专利文献

非专利文献1:“Double-pulse LIBS combining short and long na否secondpulses in the microjoule range”,Islam Y.Elnasharty et al.,J.Anal.At.Spectrom.,2014,29,1660-1666.

激光诱导击穿光谱法具有能够实时对计测对象的元素组成进行计测的优点，但另一方面，存在如下问题，在等离子体生成过程中产生变动时，精度降低，在对象的位置或形状发生变化的情况下，不易应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种使用激光诱导击穿光谱法分析计测对象的组成的装置及方法，能够高精度地进行组成分析。