Przeszukaj dokumentację
Laserowo wzbudzana spektroskopia emisyjna (z angielskiego LIBS – Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) jest uniwersalną metodą umożliwiającą analizę składu chemicznego ciał stałych, cieczy i gazów. W metodzie tej wykorzystuje się odparowanie za pomocą impulsu laserowego niewielkiej ilości badanego materiału, z którego wytwarzana jest plazma, emitująca promieniowanie o widmie ciągłym i liniowym. Analiza promieniowania liniowego umożliwia identyfikację pierwiastków zawartych w badanej próbce.
Spektroskopia LIBS wykorzystuje analizę nadmiaru energii uwalnianej, gdy elektrony przemieszczają się między dwoma poziomami energii lub powłokami w plazmie, która jest emitowana w postaci światła specyficznego dla poszczególnych pierwiastków.
W metodzie LIBS do wytworzenia plazmy stosowane są zogniskowane impulsowe lasery dużej mocy (0,1 GW/cm2). Energia zaabsorbowanego promieniowania laserowego nagrzewa, topi i odparowuje materiał próbki. Następnie molekuły w próbce dysocjują, zaś atomy jonizują się. Z wyparowanego i zjonizowanego materiału próbki wytwarzana jest plazma, w skład której wchodzą również cząstki i atomy lub jony otaczającego gazu, a temperatura plazmy sięga 100 000°C. W tej wysokiej temperaturze plazma emituje intensywne promieniowanie ciągłe (hamowania i rekombinacyjne) oraz promieniowanie liniowe, charakterystyczne dla pierwiastków znajdujących się w plazmie. Analiza promieniowania liniowego umożliwia identyfikację atomów i jonów w plazmie, a więc i w badanej próbce.
Spektrometria LIBS pozwala łatwo i bardzo szybko zidentyfikować i określić stężenia pierwiastków w szerokim zakresie pomiarowym od stężeń na poziomie 0,00x do praktycznie 100% wagi. Badanie spektrometrem LIBS jest z założenia badaniem inwazyjnym, niszczącym powierzchnię próbki (niewielkie zarysowanie na powierzchni próbki), wymagającym niewielkiego (albo żadnego) przygotowania próbki. Proces analizy jest bardzo szybki. Czynniki te pozwalają znacznie zredukować koszt analizy próbki w porównaniu z innymi technikami analizy zawartości pierwiastków.
Wszystkie techniki analizy pierwiastków wiążą się z interferencjami, zarówno chemicznymi, jak i fizycznymi, które trzeba korygować lub kompensować w celu osiągnięcia adekwatnych wyników analitycznych. Większość technik chemicznej analizy zawartości pierwiastków obarczona jest interferencjami korygowanymi za pomocą złożonych i intensywnych technik preparatyki, skomplikowanych rozwiązań technicznych i obliczeń programowych. W spektrometrii LIBS podstawowym źródłem utrudniającym identyfikację pierwiastków jest nakładanie się linii widmowych pochodzących od różnych pierwiastków. Wpływ ten jest jednak dobrze znany i udokumentowany. Innymi czynnikami są zapylenie oraz wilgotność. Dzięki odpowiednim rozwiązaniom sprzętowym i korekcji obliczeń matematycznych w oprogramowaniu można je łatwo i szybko eliminować. W określonych przypadkach, geometria próbki może mieć wpływ na wyniki analizy (wymiary próbki muszą być większe niż miejsce, w którym powstaje plazma). Pomiary ilościowe w spektrometrii LIBS wykonuje się typowo za pomocą metod empirycznych (krzywe kalibracji oparte na wzorcach o zbliżonych właściwościach do badanej substancji).
Systemy spektrometrów LIBS to urządzenia bardzo proste mechaniczne, pozbawione elementów ruchomych. System LIBS składa się typowo z trzech głównych podzespołów: lasera dużej mocy, detektora optycznego i jednostki gromadzącej i przetwarzającej dane. Prostota obsługi, krótkie czasy analizy, niski koszt zakupu, eksploatacji oraz odporność na zużycie spektrometrów LIBS przyczyniają się do ich większej popularności w porównaniu z innymi systemami.
Metoda LIBS jest użyteczna w przypadku segregowania materiałów ze stopów metali, w medycynie (analiza farmaceutyków), analizie środowiskowej, badaniach archeologicznych i wielu innych zastosowaniach analitycznych.
Firma SciAps specjalizuje się w technologii przenośnych urządzeń LIBS dedykowanych do analizy i identyfikacji stopów metali, stosując najnowocześniejsze podzespoły. Spektrometry przenośne SciAps są doskonale przystosowane do analizy terenowej stopów metali, zarówno w terenie jak i w zakładach produkcyjnych i na złomowisku. Spektrometry LIBS amerykańskiej firmy SciAps są niedrogie, łatwe w obsłudze, niezawodne i ekonomiczne w dłuższym czasie eksploatacji. Analizatory przenośne LIBS firmy SciAps to wysoce zaawansowane urządzenia zasilane bateryjnie, zawierające zoptymalizowany układ laser – detektor optyczny o wysokiej rozdzielczości, wysokowydajny układ przetwarzania danych oraz wbudowany komputer do obliczeń, prezentacji wyników i sterowania analizatorem.
Spektrometry LIBS firmy SciAps posiadają następujące, bezcenne cechy:
- Przenośność
- Zasilane z akumulatora
- Wysokoenergetyczny laser klasy 3B
- Wysokorozdzielczy detektor optyczny
- Zintegrowany miniaturowy komputer z wyświetlaczem dotykowym o wysokim kontraście
- Kształt pistoletu ułatwiający pomiary w trudno dostępnych miejscach
- Empiryczna kalibracja skracająca czas analizy
- Biblioteka parametrów wzorcowych ułatwiająca szybką identyfikację pierwiastków
- Biblioteka wzorców materiałów ułatwiająca szybką identyfikację materiałów
- Wyniki wyświetlane po 1 sekundzie.
Dalsze informacje dotyczące optymalnego sposobu użytkowania przenośnych analizatorów LIBS firmy SciAps można znaleźć w instrukcji obsługi dostarczanej wraz ze spektrometrem.