Kwantitatieve analyse van vacuüm inductie smelten door laser-geïnduceerde verdeling spectroscopie

Door zijn unieke eigenschappen, zoals Remote sensing, snelle analyse, en geen behoefte aan monstervoorbereiding, laser-geïnduceerde verdeling spectroscopie (libs) biedt unieke mogelijkheden voor on-line concentratie bepaling^{1,2, 3}. Hoewel het gebruik van de libs-techniek op verschillende gebieden is onderzocht^4,5,6, een aanzienlijke poging om zijn capaciteiten te ontwikkelen in industriële toepassingen is aan de gang.

Analyse van gesmolten materiaalinhoud in de loop van industriële processen kan effectief verbeteren van de kwaliteit van het product, dat is een veelbelovende ontwikkeling richting van LIBS. Experimentele bevindingen zijn gerapporteerd over de toepassing van libs in het industriële gebied, zoals bevindingen over argon zuurstof vloeibaar staal^{7, 8,9,10,11}, gesmolten aluminium legering¹², gesmolten zout¹³, en gesmolten silicium¹⁴. De meerderheid van deze materialen bestaat in het milieu van lucht of een hulp gas. Echter, vacuüm inductie smelten (VIM) is een ander goed toepassingsgebied van LIBS te realiseren verwerking controle. Een VIM oven kan smelten bij temperaturen hoger dan 1.700 °C voor legerings raffinage realiseren; het is de meest populaire methode voor de raffinage van hoge zuiverheid metaal en legeringen, zoals ijzer-base of nikkel-base legeringen, hoge zuiverheids legeringen, en schone magnetische legeringen. In de loop van het smelten, de druk in een oven is altijd in de regio van 1-10 PA, en de samenstelling van de lucht in de oven omvat voornamelijk de lucht geabsorbeerd op het monster of de binnenwand van de oven en een aantal dampen oxide of Nitride metaal. Deze werksituaties induceren heel verschillende LIBS meting situaties voor smelten in de lucht. Hier rapporteren we een experimenteel onderzoek van de analyse van gesmolten legeringen in de loop van VIM door LIBS.

Een optisch venster wordt toegevoegd aan een oven voor laser ablatie en stralende licht detectie. Een silica glas met een diameter van 80 mm dient als het raam. Een emitterende laser en het verzamelen van stralend licht maken gebruik van hetzelfde venster; het is een co-axiale optische structuur die zich richt op hetzelfde punt. De werkende brandpuntsafstand is ongeveer 1,8 m, en de scherpstel lengte van de experimentele Setup kan worden aangepast van 1,5 tot 2,5 m.

Gebaseerd op de uitvoerbaarheid van industriële online analyse, precisie, herhaalbaarheid en stabiliteit is belangrijker dan de lage limiet van detectie (LOD) tijdens gesmolten legering ingrediënt analyse. De technische route van een vier-kanaals lineaire CCD spectrometer wordt gekozen, het spectrale bereik van de spectrometer varieert van 190 tot 600 nm, de resolutie is 0,06 nm, en de golflengte is 200 nm. Een laser diode gepompt Q-Switched Laser (gebouwd in huis) wordt gebruikt om ablatie gesmolten legering, met een uitgangs energie van 100 mJ, een frequentie van 5 Hz, een FWHM Pulse breedte van 20 NS, en een werkende golflengte van 1064 nm. Het resterende deel zal presenteren de VIM LIBS-analyse proces en live meting, gevolgd door een introductie van de gegevensverwerking resultaten.