激光成分分析儀

516 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來源：合肥金星機(jī)電科技發(fā)展有限公司

2024-07-31 17:18:58

成果簡介：

GS-LIBS激光成分分析儀基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù)研發(fā)。利用脈沖激光聚焦燒蝕樣品表面產(chǎn)生等離子體，收集等離子體信號并探測獲得光譜數(shù)據(jù)，通過一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品光譜采集進(jìn)行分析模型建立，利用該分析模型即可對所檢測新樣品光譜進(jìn)行類型和元素含量分析。LIBS技術(shù)2004年即被譽(yù)為“化學(xué)分析未來的超級巨星”，是目前唯一可實(shí)現(xiàn)高溫熔體在線成分檢測技術(shù)，也是未來實(shí)現(xiàn)工業(yè)物料元素在線檢測的核心技術(shù)之一。GS-LIBS激光成分分析儀面向工業(yè)環(huán)境物料在線成分檢測進(jìn)行工程化設(shè)計(jì)，并結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行檢測參數(shù)和分析算法優(yōu)化，具有良好的檢測可靠性和現(xiàn)場適應(yīng)性。其應(yīng)用突破了傳統(tǒng)離線分析技術(shù)的滯后性限制，對冶煉關(guān)鍵元素跟蹤、過程工藝改進(jìn)和智慧工廠建設(shè)具有重要意義。

該成果針對現(xiàn)場在線成分檢測應(yīng)用解決了如下關(guān)鍵問題：

1)檢測類型多樣，可針對高溫熔體、固體或粉末實(shí)現(xiàn)成分檢測;

2)原位在線檢測，無需人工取樣和制樣;

3)一鍵智能檢測，無需專業(yè)人員操作;

4)快速檢測分析，最快30秒即可獲得成分信息;

5)安裝使用便捷，無需改動現(xiàn)場，兼容本地/遠(yuǎn)程操作;

6)工業(yè)現(xiàn)場適用，具備防塵、隔熱、電磁屏蔽能力;

7)綠色環(huán)保安全，無輻射源和有毒有害產(chǎn)物;

8)狀態(tài)監(jiān)測完備，具備氣壓、溫度、漏水等設(shè)備狀態(tài)自檢能力。

金星機(jī)電自主研發(fā)的GS-LIBS2200激光成分分析儀，可實(shí)現(xiàn)對固體和高溫熔體的在線快速成分分析，是國內(nèi)首套高溫熔體在線成分檢測產(chǎn)品。該設(shè)備是流程工業(yè)感知層完善不可或缺的關(guān)鍵檢測設(shè)備，可用于冶金分析、過程控制、物料分選等眾多領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用需求和優(yōu)異的市場前景。

應(yīng)用案例

金星機(jī)電GS-LIBS2200激光在線成分分析儀現(xiàn)已成功應(yīng)用于銅陵有色集團(tuán)銅冶煉現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)了高溫熔體中關(guān)鍵元素成分在線監(jiān)測，降低人員操作強(qiáng)度，提高檢測效率，降低取樣檢測偶然性，為完善金屬平衡管理、優(yōu)化過程單元控制提供了決策依據(jù)。

激光成分分析儀

研發(fā)背景

冶金技術(shù)直接影響到國家的國防、石化、能源、交通等多個方面的發(fā)展，冶金物料的成分決定了冶金產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)和加工工藝，其控制水平與產(chǎn)品質(zhì)量、工藝流程和冶煉能耗息息相關(guān)。目前在冶金生產(chǎn)中均采用取樣后離線檢測方式，不僅增加了能源消耗，提高了生產(chǎn)成本，而且無法快速反映出冶煉過程中的工藝變化。這不僅不能滿足企業(yè)節(jié)能、高效的生產(chǎn)要求，還制約了冶煉工藝的改進(jìn)，是影響智慧工廠建設(shè)的關(guān)鍵因素之一。

LIBS技術(shù)的出現(xiàn)，為冶金現(xiàn)場原位在線快速分析提供了最佳的選擇。LIBS技術(shù)應(yīng)用于冶煉過程在線成分檢測因無需采樣離線測量，能有效縮短檢測時間，不僅可大大降低成本，節(jié)約能源，還可以提高生產(chǎn)速度，增加冶金產(chǎn)量，同時為冶煉工藝改進(jìn)提供契機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料品質(zhì)的提升。此外，通過LIBS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了冶煉的在線成分檢測后，還可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中冶煉效果的實(shí)時監(jiān)測，這對于掌握冶煉規(guī)律，進(jìn)一步改進(jìn)冶煉技術(shù)具有重要意義。

作用原理

激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)，是基于激光和材料相互作用產(chǎn)生的發(fā)射光譜的一種定量分析技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)非接觸、實(shí)時、無損測量，已被廣泛應(yīng)用到冶金分析、工業(yè)控制、物料分選、航天探測、生物醫(yī)藥和文物鑒定等眾多領(lǐng)域，是目前國際上分析領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。其典型應(yīng)用如：美國2012年發(fā)送到火星的好奇號火星車包含基于LIBS技術(shù)的礦物成分檢測設(shè)備ChemCam，中國和印度登月探測裝置也包含基于LIBS技術(shù)的檢測設(shè)備。

市場分析

本產(chǎn)品緊跟國家智能制造政策步伐，并符合國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策，產(chǎn)品的成功應(yīng)用將有效提高我國銅冶煉領(lǐng)域乃至有色金屬行業(yè)的行業(yè)技術(shù)水平，有利于實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序智能化、生產(chǎn)過程智能優(yōu)化控制;產(chǎn)業(yè)輻射作用巨大，社會、經(jīng)濟(jì)效益顯著，是打造有色金屬行業(yè)智能冶煉工廠建設(shè)的核心參數(shù)智能感知儀器儀表。對推動我國銅冶煉技術(shù)和世界銅冶煉技術(shù)進(jìn)步也將起到深遠(yuǎn)影響。

聲明：

“激光成分分析儀” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。

我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)