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原文传递应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法

专利名称：	应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法
摘要：	本发明涉及原子发射光谱测量技术领域，具体地说，涉及一种应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法。其利用激光诱导击穿光谱系统采集一组定标样品的等离子体发射光谱并进行处理，进而获取一组Cs与pki×SA(Cs)的映射值，基于(pki×SA(Cs))max＝pki，推算出对应元素的浓度与自吸收系数的间的函数SA(Cs)；之后对对应元素的浓度未知的待测样品进行分析，假设对应元素的初始推测浓度Cs′，并代入函数SA(Cs)中，求解SA(Cs′)，利用公式Iki＝pki×SA(Cs)CsNfull，获取计算浓度Cs″；直至Cs′≈Cs″，即为对应元素的含量。本发明能够较佳地提高不同元素浓度下自吸收系数SA的准确性，从而改进了定量分析的准确度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学院合肥物质科学研究院
发明人：	付洪波;贾军伟;王华东;张志荣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910503170.4
公开号：	CN110398488A
代理机构：	杭州永曙知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	曹康华
分类号：	G01N21/71(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	230001 安徽省合肥市蜀山湖路350号科学岛
主权项：	1.应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法，其包括以下步骤：步骤S1、在同等条件下，利用激光诱导击穿光谱系统采集一组定标样品的等离子体发射光谱并进行处理，提取对应元素特征谱线的实验积分强度Iki；该步骤中，所述一组定标样品中的元素成分及对应元素的浓度Cs均已知，且不同定标样品中所述对应元素的浓度Cs均不同；步骤S2、利用公式Iki＝pki×SA(Cs)CsNfull，根据不同定标样品中所述对应元素的浓度Cs、总粒子数密度Nfull以及对应的Iki，获取一组Cs与pki×SA(Cs)的映射值，基于(pki×SA(Cs))max＝pki，推算出对应元素的浓度与自吸收系数的间的函数SA(Cs)；其中，pki为仅与实验条件有关的常数；步骤S3、对对应元素的浓度未知的待测样品进行分析，此时，保证在与步骤S1中所述的同等条件下利用激光诱导击穿光谱系统采集待测样品的等离子体发射光谱并进行处理，提取对应元素特征谱线的积分强度Iki′；步骤S4、假设对应元素的初始推测浓度Cs′，并代入由步骤S2获取的函数SA(Cs)中，求解SA(Cs′)，SA(Cs′)即为对应元素浓度为Cs′时的该条特征谱线的自吸收系数SA；步骤S5、利用公式Iki＝pki×SA(Cs)CsNfull，获取计算浓度Cs″；步骤S6、一次或多次执行步骤S4和步骤S5，直至Cs′≈Cs″，即为对应元素的含量。 2.根据权利要求1所述的应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法，其特征在于：步骤S1中，对照光谱数据库判定谱线归属，并基于洛伦兹线型拟合或三次样插条提取对应元素特征谱线的实验积分强度Iki。 3.根据权利要求1所述的应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法，其特征在于：步骤S2中，通过插值或非线性拟合的方式获取函数SA(Cs)。 4.根据权利要求1所述的应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法，其特征在于：步骤S2中，公式Iki＝pki×SA(Cs)CsNfull，基于假设激光诱导基体相似的一类样品产生的等离子体具有相同的或近似的温度和电子数密度、并采用全谱积分强度代替Nfull后，由公式推导出；该公式中，Aki为跃迁几率，gk为能级简并度，Ek为上能级能量，kB为玻尔兹曼常数，SA为该条特征谱线的自吸收系数，F是仅与实验硬件系统有关的相对效率修正因子，T是等离子体温度，U(T)为配分函数，N为原子数密度NI或离子数密度NII；其中，Nfull为总粒子数密度，Cs是元素s的浓度，RIII＝NI/NII是原子数与离子数密度的比值。 5.根据权利要求4所述的应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法，其特征在于：跃迁几率Aki、能级简并度gk和上能级能量Ek均通过查询光谱数据库获取。 6.根据权利要求4所述的应用于激光诱导击穿光谱的非线性定量分析方法，其特征在于：原子数与离子数密度的比值RI/II＝NI/NII通过Saha方程计算获取。
所属类别：	发明专利