Такое комбинирование значимо расширяет аналитические возможности и области применения, сохраняя преимущества обоих методов. Прибор используется для быстрого анализа непроводящих материалов, количественного определения содержания элементов таких материалах, как силикаты (стекло, керамика, огнеупоры), металлы и сплавы, различные пластики и пластмассы. Прессованные порошковые пробы объектов геологического происхождения, земли и т.п. также подлежат анализу с высокой точностью и надежностью. Возможно исследование гетерогенных образцов, причем не только локального участка поверхности образца, но и вглубь.
Прибор получил широкое распространение в металлургической отрасли, горнодобывающей, перерабатывающей, строительной промышленности и многих других. Он совмещает в себе преимущества лазерных, искровых и дуговых спектрометров, исключив их слабые стороны. Время многоэлементного анализа составляет 1-3 минуты.
В обычных лазерных приборах вырабатываемая искра имеет два назначения: первый – извлечение вещества с поверхности пробы лазерным импульсом (абляцией); второй – непосредственно возбуждение спектров извлеченного вещества. В случае со спектрометром ЛИЭС искра от лазерного источника используется только для извлечения вещества, а искровой разряд задействуется для возбуждения спектрального излучения атомов и ионов анализируемого вещества, поскольку искра от электрического разряда настраивается и корректируется более точно, чем лазерная искра. Данное конструктивное решение улучшило чувствительность и производительность анализа в 3-10 раз. В результате метрологические характеристики комбинированного спектрометра значимо лучше, чем спектрометра с лазерным импульсом.
Появилась возможность исследовать на одном приборе как токопроводящие, так и не проводящие электрический ток пробы. Обычные искровые спектрометры анализируют только проводящие электрический ток пробы. Расширились варианты агрегатного состояния анализируемых веществ – не только твердые и прессованные образцы, но и жидкости; добавилась возможность локального микроисследования образцов неоднородной структуры и образцов сложной конфигурации: так на искровом спектрометре надежный анализ металлической проволоки из-за ее тонкой цилиндрической формы затруднен, а на ЛИЭСе такое измерение не составляет проблемы.
В сравнении с дуговым спектрометром с глобульной дугой постоянного тока, гибридный спектрометр ЛИЭС имеет более простую пробоподготовку - достаточного простого уплотнения прессованием порошковых материалов. Исключено воздействие состава и формы электродов, формирующих искру, на результаты измерения, тогда как в просто дуговом спектрометре не учитывать это значительное влияние нельзя. Плазменный отсек, куда помещается образец, можно сделать вакуумируемым, а затем заполнить его аргоном, сделав возможным анализ серы и фосфора на их классических характеристических линиях в области вакуумного ультрафиолета.
Диапазон измерения концентраций, % |
от 10-5 – 10-4 до десятков |
|
Относительная случайная погрешность (в зависимости от условий измерения), % |
5 – 15 |
|
Лазерный аблятор |
Тип лазера |
YAG:Nd |
Длина волны, нм |
1064 |
|
Длительность импульса, |
до 100 мкс |
|
Энергия, Дж/импульс |
0.1 - 1.0 |
|
Частота повторения, Гц |
0.1 - 0.3 |
|
Источник возбуждения спектра |
Тип разряда |
Высоковольтная искра |
Напряжение, кВ |
4 - 10 |
|
Рабочий спектральный диапазон, нм |
185 – 930 |
|
Среднее спектральное разрешение, нм |
в диапазоне, нм |
|
185 – 330 |
0.007 - 0.01 |
|
330 – 930 |
0.03 - 0.05 |
|
Средняя обратная линейная дисперсия, нм/мм |
в диапазоне, нм |
|
185 – 330 |
0.56 |
|
330 – 930 |
1.8 |
|
Фотоприемники (линейные ПЗС-детекторы TCD1304DG, TOSHIBA), шт |
до 24 |
|
Электрическое питание |
(220+22-33) В, (50+2-2) Гц |
|
Потребляемая мощность, не более, Вт |
250 |
|
Масса, не более, кг |
60 |