近日，中国科学院沈阳自动化研究所在激光诱导击穿光谱（LIBS）领域取得新进展。针对金属工件表面产生的“刮痕”对其组成成分分析可能带来的影响，在对工件表面无损检测的情况下，提出了一种减小粗糙度对LIBS定量分析影响的有效方案，并实现了对碳钢中Cr、Cu、Mn等元素的高精度定量分析。
金属工件在使用过程中不可避免的相互摩擦，使得表面粗糙度增大，而传统的无损检测方法需要复杂的样品前处理，检测速度慢，且无法实现原位检测，而LIBS技术能弥补其不足。沈阳自动化所LIBS团队对样品表面粗糙度在0.03-0.5μm之间的6块碳钢进行了扫描分析。在激光烧蚀弹坑约10μm的情况下，通过优化在不同粗糙度样品下采集光谱时烧蚀弹坑的重叠率，该研究发现当激光烧蚀弹坑重叠率为75%时，光谱稳定性最好。且在混合粗糙度样品的情况下进行定量分析时，采用一次函数对碳钢中Cr、Cu、Mn等元素进行拟合，所得的拟合曲线的决定系数都高于0.993。该结果表明，LIBS无损检测方法能直接对样品表面粗糙度不同的样品进行分析。相关成果已发表在Journal of Analytical Atomic Spectrometry期刊上。
近年来，围绕工业产品在线检测的需求，沈阳自动化所致力于金属冶炼、选矿等行业的元素成分在线分析的研究，并研发了多款LIBS在线检测产品。
混合粗糙度样品情况下，各元素定量分析结果
来源：中国科学院沈阳自动化研究所