在导分析仪

成果名称 激光诱导击穿-拉曼光谱分析仪（LIBRAS） 单位名称 四川大学生命学院分析仪器研究中心 联系人 林庆宇 联系邮箱 lqy_523@163.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 合作方式 □技术转让 □技术入股 □合作开发 &radic 其他 成果简介： 台式LIBS(左)、便携式LIBS（右） 手持式LIBS 技术背景 作为一种激光光谱分析技术，同其他光谱分析技术相比较而言，激光诱导击穿光谱（简称，LIBS）技术具有诸得天独厚的优势，特别是分析速度快，无需样品前处理，多元素同时分析以及所有元素都可测定等优势，这些优势都已经使LIBS技术逐渐成为一种非常流行的元素分析手段，在冶金地质、航空航天等众多应用领域也逐渐得到尝试性的使用。基于上述技术优点，本中心开发了激光诱导击穿光谱系列仪器，包括：台式LIBS系统，便携式LIBS仪器以及手持式LIBS分析仪，相关仪器的样机已展开多次的优化升级，实现了LIBS仪器的国产化突破。但是，虽然LIBS技术有上述众多优点，但是该技术本身却只是一种原子发射光谱技术，利用该技术也只能对被分析样品进行元素分析，获取被分析物质单一的元素构成信息，不能得到相关组成元素的结构信息，因此，利用单一的LIBS技术无法对样品进行全面系统的检测分析。而在地质勘探、石油录井等实际应用需求中，往往不仅仅要求对组成样品的元素进行分析，更重要的是要获取被分析物的结构信息，特别是关于地层岩石的岩性、结构以及矿物种类的综合信息，在这一点上，单纯靠LIBS技术肯定是无法实现的。因此，开发出一种即可实现元素分析，又同时可实现结构鉴定的快速原位光谱分析技术就显得十分重要。 Raman光谱作为一种非破坏性的光谱分析技术，是很具吸引力的。该技术利用低能量激光作用于样品表面，通过接收物质所产生的散射光谱，知道物质的振动转动能级情况，从而可以鉴别物质结构、分析物质的性质。Raman光谱技术可以提供快速、简单、可重复、且无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头测量，一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。因此，Raman光谱技术和LIBS技术从仪器构成、光路设计到结果分析等方面都有着诸多相同或相似之处，将这两种技术结合在一起，开发出可同时得到原子光谱、分子光谱的激光光谱分析系统将有非常广阔的应用潜力。 仪器先进性 LIBRAS仪器可用于分析样品的原子光谱与分子光谱的原位同时分析测量，在获得同一微区位置元素组成信息的同时可以得到分子结构的相关信息，为进一步了解物质结构的微观世界提供了强有力的工具。该仪器作为国家重大科学仪器设备开发专项的自主研发成果，不仅填补了国内技术和行业的两项空白，更一举填补了风冷型高能激光系统的世界空白。目前市场上能够同时获取原子和分子信息的测量仪器十分有限，LIBRAS仪器的成功研制将进一步引领科学仪器的发展方向。 LIBRAS仪器实现了激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用技术从理论方法到产品实践的跨越，创造性地将常规联用技术中的激光单脉冲能量进行了数量级的提升。该仪器是世界首款整机系统高度集成且无需水冷装置的多功能联用仪器。而且，仪器的体积小，体重轻，结构紧凑，性能参数卓越。LIBRAS仪器能够更好地服务于地质、生物医学及环境污染监测等多个领域，为相关产业提供有效的原位快速分析新装备，降低分析成本，提高生产效率，彰显了该仪器广阔的市场前景及应用空间。 仪器关键技术研发 1. 独特的光学设计。采用一套光学系统，实现两种不同波长激发的两种不同类型信号的获取，光学系统内无任何移动镜片组件，结构稳，性能强。 2. 创造性的高能风冷脉冲激光系统。采用自主研发风冷脉冲激光器作为LIBS光源，单脉冲能量100 mJ，整机无需水冷，体积紧凑。 3. 创造性的实现高能激光器的低压低功耗供电。激光器可采用锂电池供电，使仪器的便携化成为可能。 性能指标 光斑尺寸：LIBS光路100 µ m；Raman光斑20 µ m；分析距离：40 mm LIBS部分：激光波长1064 nm；脉冲激光能量100 mJ；激光频率1 Hz（可联系激发）；脉冲宽度8-10 ns；光谱接收范围：可全谱接收（200-800选配）； Raman部分：激光波长532nm；能量 20 mW；光谱接收范围：540-750 nm（选配） 应用前景： LIBRAS技术是LIBS技术的提升和扩展。由于Raman光谱可以用来研究分子的振动和转动情况，提供物质内部的结构信息，各种简正振动频率及有关振动能级的情况，但在物质所含元素，尤其是次要元素和痕量元素的检测方面，能力及其有限。而在油气开采、地质勘探、冶金、电力生产、环境卫生和深空探测等领域，如果既要检测物质中的主要、微量和痕量元素，也要知晓物质中分子组份和结构信息，单独的Raman技术，以及其他的现有光谱检测技术（比如，电感耦合等离子体发射光谱法、X射线荧光光谱法、气相色谱分析法等）都不能完成任务，只有把LIBS技术和Raman技术有机结合起来才能满足此要求。 以油气开采为例：在录井现场完成分析，可以快速的做出解释评价，及时为勘探开发的的决策提供依据，减少了钻井现场等措施的时间，避免决策的失误。通过应用该技术，提高录井解释符合率上升10%以上，每年减少10%试油工作量，仅西南油气田每年可以节约勘探成本5-6亿元人民币。在国内外油气田推广应用，每年可以节约勘探开发成本50-60亿元人民币。降低油气勘探开发成本，扩大油气开发规模，为国民经济的持续发展做贡献。除此以外，例如在冶金、地质等领域，亦可以带来相当巨大的经济效益。 知识产权及项目获奖情况： 专利1：单脉冲激光源的双波长同轴激光诱导击穿-脉冲拉曼光谱联用系统及方法（发明专利，已提交）； 专利2：激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用仪自动化测控系统（发明专利，已提交）； 专利3：激光诱导击穿/拉曼光谱联用分析仪（外观专利，已提交）； 其他：LIBRAS仪器入选&ldquo 2014中国科学仪器与分析测试行业十大新闻&rdquo 。

岛津公司从八十年代进入中国之时，就在北京开设培训中心，这是中国首个精密仪器类外资企业在华设立核心基地从事分析仪器培训的机构，至今已经发展壮大到五个分析中心，每年培训客户有4000人之多。 30多年来为中国培训了一大批分析测试工作者，产生了巨大的社会效益。 2013年新年伊始，岛津公司公布了岛津分析中心分析仪器教育课程（2013.1-6），此册包含岛津各分析中心和合作授课点开设的仪器基础操作课程、高级应用课程、仪器维护课程、NTC分析技术考核课程。课程表形式更为直观的体现了所有课程的授课时间和地点，方便用户选择适合其本人的相关内容。下附各培训基地事务人员及其联系方式，利于第一时间解决用户疑问并提供相应的支持。每半年更新一次，确保用户实时掌握岛津分析中心仪器教育课程的最新动态。 岛津全球应用技术开发支持中心依托分析中心采用先进的实验室管理理念，具有应对高端应用支持所需的研发能力，为客户行业应用提供恰当的解决方案。这不仅体现了岛津强烈的社会责任感，同时也符合岛津一贯秉承的&ldquo 以科学技术为社会做贡献&ldquo 的创业宗旨。我们拥有专业的知识、前进的技术和丰富的经验，更满怀热诚愿通过我们的服务，帮助用户解决检测难题，应对工作挑战。 课程计划可能修改，请以岛津分析中心网站(http://www.shimadzu.com.cn/app-centre)公布为准，恕不另行通知。 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所为扩大中国事业的规模，于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司。 目前，岛津企业管理（中国）有限公司在中国全境拥有13个分公司，事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心；覆盖全国30个省的销售代理商网络；60多个技术服务站，构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地，已构筑起了不仅面向中国客户，同时也面向全世界的产品生产、供应体系，并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标，岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。

岛津公司大型分析仪器包头技交会于2011年6月14日在包头海德大酒店隆重举行，来自包钢技术中心、包钢炼铁厂、包钢物资公司、包钢无缝管厂、包钢炼钢厂、包钢计量处、包钢质量监督处、包钢薄板厂、包钢轧辊厂、包钢建安集团星源冶炼厂、包头大安钢铁公司、包头固阳德顺钢铁公司、神华集团包头分公司、希望铝业包头分公司、乌海万腾钢铁公司、包头一机厂、包头二机厂、包头稀土院的企业质检负责人参加了此次会议。岛津公司大型分析仪器包头技交会于2011年6月14日在包头海德大酒店隆重举行，来自包钢技术中心、包钢炼铁厂、包钢物资公司、包钢无缝管厂、包钢炼钢厂、包钢计量处、包钢质量监督处、包钢薄板厂、包钢轧辊厂、包钢建安集团星源冶炼厂、包头大安钢铁公司、包头固阳德顺钢铁公司、神华集团包头分公司、希望铝业包头分公司、乌海万腾钢铁公司、包头一机厂、包头二机厂、包头稀土院的企业质检负责人参加了此次会议。 包头技术交流会现场 首先，岛津大型分析仪器事业部北方区域经理黄卫平先生对参加此次会议的各位嘉宾致以热烈欢迎。首先介绍了岛津的历史，从1875年岛津源藏在创业伊始就制定了创业宗旨&mdash &mdash 要&ldquo 以科学技术向社会做贡献&rdquo ，因此岛津公司以此作为公司宗旨，不断钻研先进的、满足社会需求的科学技术，为整个社会的发展做出贡献。并且致力于光技术、X 射线技术、图像处理技术这三大核心技术基础上的研发，不断推陈出新，在分析测试仪器、医疗仪器、航空产业机械等领域享有全球盛誉。可以说，正是对科学技术的孜孜以求，才使得岛津由一个教学仪器厂走到了今天全球化的分析仪器专业厂家。岛津X射线荧光、X射线衍射、直读光谱仪等广泛应用于钢铁、有色、冶金、机械、汽车制造行业，伴随着中国钢铁行业走向现代化，在包头地区更有着良好的客户基础。为感谢包头钢铁集团各化验室及包头市相关的用户对岛津多年来的支持，特举办此次会议表示答谢并进行新技术的推广。 岛津大型分析仪器事业部北方区域经理 黄卫平先生 岛津大型仪器市场部X荧光专家苗国玉先生介绍了岛津公司X荧光光谱仪在钢铁和铝行业的应用。岛津X荧光光谱仪是国内钢铁行业应用最多的仪器，稳定可靠，灵敏度高。在有色金属冶炼行业，岛津MXF-2400在铝土矿分析方面，发挥了重要作用，并以分析结果可靠、稳定、灵敏度高，设备耐用而著称。 岛津大型仪器市场部X荧光专家 苗国玉先生 岛津大型仪器市场部直读专家余荣彪先生介绍了岛津最新直读光谱仪PDA-8000并进行了精度数据展示。在&ldquo 十二五&rdquo 规划中，国家要求提升钢铁产业结构中精制钢的比例，这对于钢铁中的元素分析也提出了更高的要求，因此岛津开发了专门针对高端市场的PDA-8000光电发射光谱仪。新品PDA-8000凝聚了岛津数十年直读光谱仪的技术积累，通过采用最新技术满足高品质钢铁冶炼中对于超低碳、超低氮以及酸溶铝的分析要求，同时可以满足有色金属冶炼中的高纯金属分析要求。由于新品PDA-8000良好的性能，目前在国内已经有多家高端客户定制了该款仪器。相信PDA-8000必将成为国内高端用户的良好选择。 岛津大型仪器市场部直读专家 余荣彪先生 岛津大型仪器市场部X衍射专家洪波博士介绍了新型多毛细管光学系统在钢铁行业中的应用。在常规X射线衍射物相分析中，通常使用聚焦光路系统，而在进行物相结构分析、薄膜样品分析以及应力分析时，需采用平行光路系统。岛津公司采用多毛细管平行光路系统，多毛细管光学元件同时结合了源增强技术，在实现聚焦光路与平行光路转换的功能外，还可以提高X射线光源的效率。对于不规则钢铁样品的分析，减少样品前处理，并能达到理想的衍射数据质量。 岛津大型仪器市场部X衍射专家 洪波博士 岛津大型仪器部刘瑞岩博士介绍了电子探针EPMA-1720新品及在钢铁行业应用。电子探针利用高能聚焦电子束照射试样的表面，从而在微米级的区域内激发出大量携带着各种信息的量子信号，如用于定性、定量分析的特征X射线、用于形貌观察的二次电子、用于利用有效原子序数进行成分分析和形貌分析的背散射电子、用于价带电子结构研究的阴极发光等等，结合电子束扫描和／或样品台扫描，电子探针还可以对样品的表面进行数十微米至10厘米的区域的扫描分析，可以提供此区域内的元素成分定性、定量分析及其分布的信息。既不同于擅长于形貌观察的电子显微镜，也不同于元素成分分析的波长色散型X射线荧光光谱仪，是真正同时实现微区形貌观察与成分分析的新型仪器，因此成为高端钢铁企业科研质检的优先选择，目前中国多家知名钢铁企业的科研中心已经配备了岛津电子探针，相信必将会携手中国钢铁业走向新型高级钢铁制造的新领域。尤其令与会者感兴趣的是，岛津最近电子探针EPMA-1720一改传统工作站、操作杆的烦琐操作，采用真正的WINDOWS PC机操作系统，只需点击鼠标即可完成各项分析工作。 岛津大型仪器部 刘瑞岩博士 随着科技进步，现代分析技术在各行各业中的应用日益广泛。岛津公司作为世界知名的分析仪器供应商，一直致力于提供更加完善的分析仪器和更加有效迅捷的分析方法。相信此次岛津包头交流会能够助力包头地区分析检测事业发展！