标准款一体式Libs元素分析仪

一、产品简介

标准款一体式LIBS元素分析仪是中端产品，集成激光器、四通道高分辨率光谱仪、激发探测光谱探头、XYZ电控位移台、宏观/显微成像、触发延迟控制器及专业版光谱采集分析软件等核心模块，可实现多模态光谱的同步采集与融合分析，具备极高的功能扩展性与应用灵活性。

标准款在基础款之上全面升级：样品台升级为自动定位，定位精度高可达2μm，行程范围50×50×75mm，具备Mapping扫描测量与选点定位功能，可控制激发探测光路探头自动对焦；配备双镜头样品成像系统，实现宏观（广角大视野50×50mm，2448×2048彩色）与微观（12X连续变倍、光斑15μm、2600×2160黑白）双模成像；激光能量电动可调；分析光斑可达15μm；配备专业版软件支持Mapping、光谱预处理、多元素同时定量分析等功能；可选配拉曼/可见近红外/荧光光谱融合联用模块。

标准款广泛适用于煤质分析、矿物勘探、土壤重金属检测、中草药元素分析、金属材料分析、水泥质量控制、电子/电池以及文化遗产保护等众多领域的材料识别、分类与定性定量分析，是科研院所与企业研发部门的理想中端元素分析平台。

二、技术原理

2.1 LIBS技术原理

LIBS（Laser-Induced Breakdown spectroscopy，激光诱导击穿光谱）是一种基于原子发射光谱的元素分析技术。其基本原理是：通过超短脉冲激光聚焦于样品表面，在焦点处产生瞬时高温（上万度）和高密度等离子体；等离子体在冷却过程中，处于激发态的原子和离子跃迁回基态，发射出包含元素特征信息的发射光谱；通过高分辨率光谱仪采集并解析这些特征谱线，即可实现对样品中元素组成的识别、定性及定量分析。

整个分析过程无需复杂制样，毫秒级即可完成单次测量，可实现微区、原位、几乎无损的快速元素检测。

2.2 系统组成

一体式LIBS元素分析仪主要由以下核心模块构成：

• 激光器：提供高能量脉冲激光，激发样品产生等离子体（标准配置Nd-YAG 1064nm、100mJ激光器，可选其他配置）

• 高分辨率光谱仪：采集等离子体发射光谱，覆盖宽波段范围，实现多元素同时检测

• 激发探测光谱探头：聚焦激光并收集等离子体光信号的光学模块

• XYZ电控位移台：承载样品并实现精确定位与扫描，支持Mapping面扫描测量

• 宏观/显微成像系统：双镜头配置，实现大视野宏观观察与微区精确定位

• 触发延迟控制器：精确控制激光触发与光谱采集的时序，优化信噪比

• 光谱采集分析软件：实现数据采集、元素识别、定量建模与结果输出等全流程智能化分析

三、产品技术优势

3.1 核心技术优势

• 元素分析范围广泛：覆盖元素周期表中几乎所有元素，可精准检测碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、锂（Li）、铍（Be）、硼（B）等轻元素，多数元素检出限可达10-100ppm量级

• 系统模块化设计：用户可根据需求灵活配置激光器、三维电控位移台、高分辨率多通道光谱仪、激发探测光谱探头、宏观/显微成像等功能模块，各核心模块支持软件全自动控制

• 多源光谱融合+灵活扩展：创新实现LIBS与拉曼、可见近红外、荧光光谱技术的同步融合同步测量，可根据应用场景灵活选配模块；引入多尺度视觉导航、高精度自动对焦与Mapping、红外光谱复合检测，从“提供分析工具”升级为“提供自动化智能分析工作站”

• 微米级精确定位与Mapping：自动定位精度高2μm，分析光斑小15μm，支持微米级深度分析和三维Mapping立体绘图，实现从微观到宏观的定向灵活定点精确分析

• 智能化专业版软件：支持元素寻峰匹配识别、在线元素浓度预测、定量分析建模（峰高法、峰面积法、峰高比、峰面积比），内置光谱预处理、基体效应校正、多元素同时定量、自定义建模定标等算法

• 无需复杂制样、快速安全：分析速度快毫秒级，无需反应试剂，更环保更安全，安全可靠无辐射危害

拉曼组合方案

3.2 宏观/显微双模成像系统

标准款配备双镜头样品成像系统，实现微区与宏观区域同步观测：

• 宏观成像：广角镜头用于大视野观察，像素分辨率2448×2048，彩色成像，观测视野50×50mm，像面尺寸2/3″ cmos

• 微观成像：高倍放大镜头用于微观精确定位，像素分辨率2600×2160，黑白成像，12X连续变倍光路、50倍数微区拍摄，焦距45mm，数值孔径0.15，微区光斑小达15μm，具备LED补光照明与备选点定位测量功能

3.3 专业版光谱采集分析软件（LIBS-SCI）

标准款配备专业版软件，支持双激光指示成像对焦与三维位移联动控制、相机图像采集显示、实时动态对焦、Mapping面扫描、光谱信号预处理、环境与基体效应校正、多元素同时定量、自定义建模定标（线性/多项式拟合、峰比值/峰面积计算）、结果输出验证、机器学习/深度学习算法接口、图像识别分区打点与浓度渲染等功能。

专业版光谱采集分析软件界面

3.4软件对比

注：标准款配备专业版（LIBS-SCI）软件，支持以上全部专业版功能。

四、产品应用

标准款一体式LIBS元素分析仪具备2μm自动定位精度、15μm分析光斑、Mapping面扫描、宏观/显微双模成像及专业版定量分析软件，适合对空间分辨率、自动化程度与定量精度有较高要求的中端科研与工业检测场景。以下为与标准款技术参数相匹配的典型应用领域：

4.1 矿物勘探与元素分布Mapping

LIBS能实现简单、快速的多元素同时检测，不需要样品制备，几乎无损、快速、安全，特别适用于碳、锂、硅等轻质元素的检测。标准款凭借Mapping扫描功能与2μm定位精度，可生成元素平面浓度分布图与三维Mapping立体绘图，实现矿石品位在线分选与锂矿成分精细分析。

4.2 土壤重金属定量分析

土壤重金属污染使土壤肥力下降并威胁人体健康。LIBS是一种快捷、准确的土壤重金属元素检测方法。标准款配备专业版定量分析软件与基体效应校正算法，可准确测定土壤中重金属元素含量，并结合Mapping功能生成污染空间分布图，为土壤重金属污染诊断、修复与防治提供科学依据。

4.3 中药材多元素指纹图谱

结合LIBS特征波段提取与化学计量学方法，可对不同硫熏程度的中药材进行鉴别，具备快速检测、操作简便、多元素同步分析的显著优势。通过对中药材内部多种元素特征展开研究，可建立元素指纹图谱。标准款多元素同时定量功能可同步分析艾纳香、天麻、丹参、浙贝母等多种中药材的元素组成。

4.4 新能源锂电池元素组成分析

随着高性能锂离子电池需求增长，精确分析电极材料元素组成对优化电池性能至关重要。标准款在无需复杂样品制备的情况下，能准确量化元素组成，作为一种快速、便捷且具备原位检测潜力的电池材料分析工具，可分析锂离子电池在紫外区域和可见光区域的元素谱图。

4.5 新能源石油焦在线检测

石油焦因高热值、高导电性和化学稳定性，被广泛应用于电解铝阳极材料、冶金燃料、石墨电极制备及锂电池负极材料等领域。LIBS技术能快速、准确地在线检测石油焦中铁、铜等关键杂质元素含量，为石油焦质量控制与分级提供高效手段，保障其在锂电池负极、电解铝阳极等高端应用中的性能与可靠性。

4.6 水泥品质在线控制

在线测量水泥生料中Ca、Si、Al、Fe、Mg含量及率值，可实时指导水泥原料配比，提高水泥料入窑合格率及成品品质，降低生产能耗和污染物排放。标准款能快速有效地实现水泥在线检测。

4.7 电力行业绝缘子污秽等级分析

LIBS技术具备服务电力行业各类原位分析场景的潜力，贴合野外现场快速高效分析需求。通过结合简易机器学习算法，可实现对人工污秽等级的直接聚类识别。

4.8 文化遗产保护与文物分析

标准款几乎无损的检测特性与微区分析能力，使其适合对珍贵文物、陶瓷、壁画等进行元素成分分析，为文化遗产保护、文物断代与修复提供科学依据，避免对文物造成破坏

4.9 典型案例：地质勘探全息智能解决方案

以“LIBS+红外高光谱+可见光”为核心技术底座，实现岩心从数据采集到智能解析的一体化闭环，分为硬件检测层、特征解析层、智能融合层、成果输出层四个环节。一体式智能分析软件实现“多源数据采集-可视化分析-智能识别”一站式操作，从显微成像、光谱采集到矿物分布可视化、岩性/元素智能识别，所有操作与成果均在同一界面完成。

五、产品数据

5.1 主要技术指标

5.2 LIBS典型检出限

LIBS技术对不同元素的典型检出限如下：

• Li、Be、B、Na、Mg、Al、K、Ca 等元素：> 10ppm（即 0.001%）

• Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo 等元素：> 100ppm（即 0.01%）

• C、N、O、P、Si 等元素：> 200ppm（即 0.02%）

• F、Cl、Br、S 等元素：> 0.5%

5.3 适用样品类型

包括但不限于：金属合金、矿物、珠宝、陶瓷、半导体材料、化石燃料、土壤、植物、中草药以及各种固体复合材料；包括但不限于粉末样品（需压片）如金属粉末、矿粉、药粉等。可检测化学周期表上大部分元素，适用于材料科学、地质学和环境研究，无需复杂预处理。