手持LIBS是一种便携式激光诱导击穿光谱分析技术,通常用于现场或移动分析。这种手持设备能够提供快速、非破坏性、无需样品预处理的元素分析,广泛应用于各种领域,特别是在现场环境中,如矿产勘探、金属回收、考古、环境监测等。
与传统的实验室级LIBS系统类似,手持LIBS系统也是通过激光脉冲激发样品表面,产生等离子体并分析其发射光谱。然而,手持LIBS设备具有便携性,可以直接在样品现场进行实时分析。其工作原理包括:
1.激光脉冲照射样品表面:手持LIBS通过一个小型激光源产生激光脉冲,将其聚焦在样品表面。激光脉冲加热样品表面至较高温度,导致局部发生击穿,形成等离子体。
2.等离子体发射光谱:等离子体在冷却过程中会发射特征性的光谱,光谱的波长和强度与样品中的元素成分有关。
3.光谱分析:通过光谱仪捕捉这些光谱信号,分析样品中的元素组成及其浓度。分析结果可以通过无线连接或显示屏直接反馈给用户。
手持LIBS的优势:
1.便携性:手持LIBS设备通常设计轻便,操作简单,适合在野外或工地等现场使用。它比实验室的LIBS系统要小巧得多,便于携带和操作。
2.实时分析:手持LIBS系统能够提供几乎即时的元素分析结果,无需将样品送往实验室进行分析。
3.无需样品预处理:与许多传统的化学分析方法不同,手持LIBS不需要对样品进行特殊的前处理,这使得分析过程更加简便高效。
4.非破坏性测试:手持LIBS是一种非破坏性检测方法,可以直接分析固体、液体或气体样品,而不会损害样品本身。

手持LIBS的应用领域:
1.矿产勘探和地质勘查:用于快速分析矿石、岩石中的元素成分,帮助勘探人员快速定位有价值矿藏。
2.金属回收:用于金属废料的成分分析,尤其在废金属回收过程中,手持LIBS能够快速区分不同金属类型,提高回收效率。
3.环境监测:用于现场检测土壤、水源中的有害元素或污染物,例如重金属(如铅、镉、砷等)的浓度。
4.考古和文化遗产保护:考古学家和文物修复人员可以使用手持LIBS对历史遗址或文物进行成分分析,帮助判断文物的材质或辨别真伪。