[发明专利]一种基于单标样定标的激光诱导击穿光谱定量方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于单标样定标的激光诱导击穿光谱定量方法及系统，包括：使用激光诱导击穿光谱仪对待测样品和标准样品进行检测，获得待测样品和标准样品的特征光谱数据；从特征光谱中，对每一种元素各选择一条谱线作为分析线，并选择一条无自吸收的参考线，测量分析线和参考线的实际展宽，计算出分析线的相对自吸收系数R；通过相对自吸收系数R对待测样品和标准样品的分析线强度进行校正；进而根据校正后的分析线强度以及标准样品中目标元素的含量计算出待测样品中各个目标元素的含量。本发明通过利用相对自吸收系数R对单标样法定量公式中的谱线强度进行校正可大幅提高激光诱导击穿光谱单标样法的定量分析准确度。

技术领域

本发明属于激光光谱分析领域，更具体地，涉及一种基于单标样定标的激光诱导击穿光谱定量方法及系统。

背景技术

激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)单标样定量方法(以下简称“单标样法”)，基于罗马金-塞伯公式所定义的元素含量和谱线强度之间的线性关系，利用一个标准样品与待测样品的谱线强度比值以及标准样品的元素含量直接计算出待测样品的元素含量，具有算法简捷，仅需一个标样就可实现较高定量精度的优势，可广泛应用于地质勘探、考古探测、太空探测以及珠宝鉴定等领域。传统的单标样法直接使用实测的谱线强度比，未考虑谱线强度易受自吸收效应影响，自吸收效应会使得实测的谱线强度小于谱线的理论强度，导致元素含量和谱线强度之间的线性关系被破环，从而使得单标样法的定量准确度下降，自吸收效应的影响在主量元素中尤为明显。

目前LIBS技术中用于自吸收校正的方法主要包括内参考自吸收校正法(LanxiangSun,et al.Correction of self-absorption effect in calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy by an internal reference method[J],Talanta,79:388-395,2009)、基于黑体辐射的自吸收校正算法(TianqiLi,etal.Correction of self-absorption effect in calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy(CF-LIBS)with blackbody radiation reference[J],Analytica Chimica Acta,2019.)、自吸收系数法(Sherbini A M E,et al.Evaluation of self-absorption coefficientsof aluminum emission lines in laser-induced breakdown spectroscopymeasurements[J],Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy,60(12):1573-1579,2005)，这些方法实质上是通过不同的参考对象对自吸收效应进行评估，其中前两种自吸收校正方法仅适用于LIBS免标样定量方法的计算过程中，而自吸收系数法需要获取谱线的斯塔克半宽系数，该系数通常较难获取且准确度难以保证。因此，当谱线无法获取斯塔克半宽系数时，该方法则失效。

综上所述，在目前的LIBS单标样法中，针对谱线存在较强的自吸收效应且无法获取斯塔克半宽系数的情况下的单标样法，还尚未得到充分研究。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于单标样定标的激光诱导击穿光谱定量方法及系统，旨在解决目前的LIBS单标样法中，针对谱线存在较强的自吸收效应且无法准确获取斯塔克半宽系数的情况下，该方法不再适用的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于单标样定标的激光诱导击穿光谱定量方法，包括如下步骤：

分别获取待测样品和标准样品受激光诱导激发出的等离子体对应的特征光谱；所述标准样品包含待测样品中需要待定量的多个元素，且各个待定量元素在标准样品中的含量已知；