[发明专利]一种基于不同种元素多离子态对比校正的LIBS金属元素定量方法

摘要

本发明公开了一种基于不同种元素多离子态对比校正的激光诱导击穿光谱(LIBS)金属元素定量测定方法，该方法首先根据待测矿石的LIBS光谱图进行定性分析。接着以其所含的不同种金属元素进行样品配制，并对这些样品进行LIBS光谱采集。本方法主要用于矿石标本的金属元素检测，通过引入同态简并度的加权算法，进行被测元素的定量分析，降低了待测矿石中其他元素的影响，提高了矿石中金属元素的检测速度与精度。实施本方法不需要过多的样品配制与计算，便于在矿石分析作业中推广和模块化应用。

主权项

1.一种基于不同种元素多离子态对比校正的LIBS金属元素定量测定方法，其特征在于，利用不同元素的各种离子态的光谱强度-含量关系，对未知矿石金属元素进行定量分析，其分析步骤如下：一、根据待测矿石的LIBS光谱图定性分析其元素组成，将欲测定的金属元素设为目标元素，任取另一金属元素设为参考元素，配制包含矿石中不同种金属元素的各组样品，每组样品中各金属元素含量的比例各不相同;二、取三组配制的样品1, 样品2, 样品3，分别测其LIBS光谱；三、已知三组样品中目标元素含量分别为CT1，CT2，CT3；设样品1的LIBS光谱图中目标元素的三种不同离子态谱线强度分别为IT11，IT12，IT13; 类似地，样品2与样品3的LIBS光谱图中目标元素三种不同离子态谱线强度分别为IT21，IT22，IT23与IT31，IT32，IT33；四、已知三组样品中参考元素含量分别为CR1，CR2，CR3；设样品1的LIBS光谱图中参考元素的三种不同离子态谱线强度分别为IR11，IR12，IR13; 类似地，样品2与样品3的LIBS光谱图中参考元素三种不同离子态谱线强度分别为IR21，IR22，IR23与IR31，IR32，IR33；五、对目标元素与参考元素各离子态的谱线强度-元素含量关系进行对比,样品1中目标-参考元素含量比记为C1=CT1/CR1，目标-参考元素三种不同离子态谱线强度比分别为I11=IT11/IR11, I12=IT12/IR12，I13=IT13/IR13,利用同态简并度进行加权计算，其中j=1,2,3表示目标元素及参考元素各离子态;表示目标元素各离子态简并度;表示参考元素各离子态简并度,则样品1中目标-参考元素加权谱线强度比；六、对样品2，样品3重复步骤五，得到样品2，样品3的目标-参考元素含量比C2，C3和目标-参考元素加权谱线强度比I₂，I₃；七、以步骤五，步骤六所得数据代入加权谱线强度比-含量比关系拟合方程组,  其中i=1,2,3, 为样品号，求解出拟合方程常数项b₀, b₁, b₂；八、得到加权谱线强度比-含量比关系拟合方程，其中C =C_T/C_R ; C_T为所测矿石中目标元素含量; C_R为所测矿石中参考元素含量; I为所测矿石的目标-参考元素加权谱线强度比；九、由样品1,2,3中参考元素各离子态的谱线强度-含量关系，可建立参考元素谱线强度-含量拟合曲线,代表参考元素含量，代表对应的参考元素光谱强度，m=1,2,3代表参考元素各离子态；十、从矿石光谱对应参考元素各离子态，分别取各离子态对应的光谱强度，代入步骤九中方程，得到，，和, 计算三者的平均值得到矿石中参考元素含量C_R；十一、将步骤十中得到的C_R与从矿石光谱计算得到的所测矿石的目标-参考元素加权谱线强度比I代入步骤八中方程，经数据处理可得矿石中目标元素含量C_T。