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全元素快速定量檢測方法及綠色技術(shù)，實現(xiàn)在線實時檢測的需求。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 1、研發(fā)背景 在食品、藥品、冶金、煤炭、化工等各行業(yè)的工業(yè)現(xiàn)場特定工業(yè)步驟上需要原料在線全元素監(jiān)測設(shè)備，以保證生產(chǎn)質(zhì)量，因此，都需要快速獲取其成分及元素信息的在線檢測系統(tǒng)，用以實現(xiàn)在線原料配比、工業(yè)品判別、質(zhì)量評價等過程管控，實現(xiàn)無人值守的智能化生產(chǎn)制造，節(jié)能增效，現(xiàn)在基本采用傳統(tǒng)的靠經(jīng)驗、抽檢、人為調(diào)配方式，難以精確生產(chǎn)、人為因素影響大、品質(zhì)難于保障。離線的全元素分析方法有氣相色譜法、液相色譜法、質(zhì)譜法等工序復雜，耗時長，無法實時指導在線生產(chǎn)。因此，不能滿足智能工廠和數(shù)字工廠對現(xiàn)場工藝的實時調(diào)控與質(zhì)量監(jiān)測等升級換代的需求，如智慧電廠對煤炭在線檢測和實時自動配煤的需求、藥廠對于藥品質(zhì)量的實時監(jiān)測和管控、食品安全方面農(nóng)殘等有害物質(zhì)的快速評測等。一直缺少相關(guān)全元素快速定量檢測方法及綠色技術(shù)，難以實現(xiàn)在線實時檢測的需求。 針對不同行業(yè)的不同產(chǎn)品所涉及多種不同元素，特別是輕元素（Z<11）的快速實時定量檢測需求，本前沿技術(shù)依托脈沖激光誘導原子發(fā)射光譜的綠色技術(shù)，解決全元素快速檢測的技術(shù)問題，開發(fā)快速全元素定量檢測智能光譜技術(shù)，從而解決智能制造領(lǐng)域的關(guān)鍵傳感器環(huán)節(jié)的產(chǎn)品需求，將在食品、藥品、煤炭、土壤、冶金等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應用，填補相關(guān)傳感器缺失的技術(shù)空白。 2、解決主要問題 瞄準國家智能制造快速全元素檢測技術(shù)空白，針對煤電企業(yè)十三五規(guī)劃節(jié)煤降耗重大需求，注重理工結(jié)合，基于微區(qū)增強光譜理論及技術(shù)研制開發(fā)了在線煤質(zhì)分析儀。利用大介電常數(shù)限域理論及放電增強光譜技術(shù)部分抑制了基體效應的影響【OE，2017；OE，2018】，光譜強度增加近10倍，光譜穩(wěn)定度提高了57%，實現(xiàn)了高精度光譜測量，解決了煤質(zhì)檢測準確性低、穩(wěn)定性差的問題，進而完成了高穩(wěn)定性全元素快速檢測光譜系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應用【JAAS，2020】，建立了產(chǎn)業(yè)化基地。該系統(tǒng)可完成C、H、N、S在內(nèi)的50余種元素高精度快速定量分析，并給出煤熱值、灰分、揮發(fā)分、水分四大指標。 3、創(chuàng)新性 技術(shù)創(chuàng)新：利用大介電常數(shù)限域理論及放電增強光譜技術(shù)部分抑制了基體效應的影響【OE，2017；OE，2018】，光譜強度增加近10倍，光譜穩(wěn)定度提高了57%，實現(xiàn)了高精度光譜測量，解決了煤質(zhì)檢測準確性低、穩(wěn)定性差的問題。 算法創(chuàng)新：依托智能算法，實現(xiàn)了六個月以上的穩(wěn)定監(jiān)測，有效的抑制了環(huán)境導致的信號變化。 技術(shù)先進性：突破了激光激發(fā)穩(wěn)定性，算法魯棒性等重要問題，目前是目前市場上唯一可選的依托激光光譜技術(shù)的煤質(zhì)在線檢測設(shè)備，是全國第一臺安裝在電廠的在線激光煤質(zhì)監(jiān)測設(shè)備；是唯一已經(jīng)在工業(yè)化現(xiàn)場工作超過6年的工業(yè)化系統(tǒng)；唯一的算法穩(wěn)定性超過半年的工業(yè)化設(shè)備。 4、推廣應用價值為該行業(yè)提供了綠色煤質(zhì)在線檢測解決方案，先后在華電國際集團鄒縣、章丘等電廠裝機七套，打通煤電企業(yè)燃燒控制最后一個技術(shù)環(huán)節(jié)，每個機組可年均節(jié)能百萬元，總計節(jié)能千萬余元，并大大降低了元素檢測不當導致的鍋爐事故率，將改變煤電行業(yè)的粗獷式運行方式。該系統(tǒng)還將在海關(guān)、土壤、醫(yī)藥等民用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應用，服務于“中國制造2025”的國家戰(zhàn)略。

LT2200加持了真理光學首創(chuàng)的衍射愛里斑反常變化（ACAD)的補償修正技術(shù)的使用，使用戶無需選擇分析模式，即可在全粒徑范圍獲得準確可靠的粒度結(jié)果；LT2200系列粒度儀還采用了真理光學獨創(chuàng)的高速全息信號處理技術(shù)，測量速度最高可達每秒20000次，確保不漏檢任何粒徑和形狀的顆粒； LT2200系列粒度儀的粒徑范圍為0.02um-2200um, 適用于制藥，電池材料，地質(zhì)，水文，化工和磨料等諸多行業(yè)的顆粒粒度分析。

LT3600是真理光學基于多年的科研成果開發(fā)的新一代超高速智能激光粒度分析系統(tǒng)，加持了多項創(chuàng)新和專利技術(shù)，無需更換透鏡，無需使用標準樣校準，量程范圍達到0.02微米至3600微米，測量速度最高可達20000次/秒，兼具極高的靈敏度和重現(xiàn)性，對所有類型的樣品均可獲得準確可靠的結(jié)果。 LT3600加持了以下多項創(chuàng)新和專利技術(shù)： ◆ 偏振濾波技術(shù) ◆ 衍射愛里斑反常變化（ACAD）的補償修正技術(shù) ◆ 斜置梯形測量窗口 ◆ 格柵式超大角檢測技術(shù) ◆ 粒度分析模式優(yōu)化及自適應技術(shù) ◆ 雙驅(qū)動進樣分散集成技術(shù) LT3600光學測量系統(tǒng)的卓越性能還包括： ◆ 完全符合ISO13320衍射法測量技術(shù)標準 ◆ 獨特的光路配置，超大連續(xù)的物理測量角度，無檢測盲區(qū) ◆ 改進型反演算法，用戶無需選擇“分析模式”，兼顧極高的分辨率和穩(wěn)定性 ◆ 無需更換透鏡，無需使用標準樣校準，量程范圍達到0.02微米至3600微米 ◆ 采用全息信號同步處理技術(shù)，實時測量速度最高達每秒20000次，不漏檢任何形狀和分布顆粒的衍射信息 ◆ 采用自動溫度恒定技術(shù)的超高穩(wěn)定固體激光光源系統(tǒng)，徹底克服了氦氖氣體激光器預熱時間長，使用壽命短的缺點 ◆ 采用偏振空間濾波技術(shù)，徹底摒棄導致機械和熱穩(wěn)定性差的針孔濾波器 ◆ 高強度金屬光學底座及激光能量跟蹤和穩(wěn)定技術(shù)，兼具極高的穩(wěn)定性和抗干擾能力

產(chǎn)品介紹 微量元素分析儀是通過磁卡檔案系統(tǒng)對被檢測者的健康數(shù)據(jù)進行管理，參照完善的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)電化學法進行微量元素分析并提供膳食營養(yǎng)治療改善指導方案。 產(chǎn)品優(yōu)勢 1、全自動智能一體化工作站，自動測量，自動清洗，自動加裝稀釋液 2、刷卡系統(tǒng)，可佩帶刷卡器，能夠識別身份證、普通IC卡、ID卡等多種磁卡，并可以對磁卡進行設(shè)置，實現(xiàn)磁卡計時、計次等分類管理 3、依據(jù)病人年齡、微量元素檢測結(jié)果、醫(yī)生自定義分類，智能Al全自動出具基于營養(yǎng)、運動、心理、睡眠、飲水的全方位膳食營養(yǎng)改善方案 4、檢測原理:雙通道檢測，電化學法和全光譜掃描法測量微量元素含量 5、檢測項目:鋅、鐵、鈣、鎂、錳、鉛、鎘、銅 6、檢測標本:末梢血檢測，節(jié)約時間，是基層醫(yī)院的選擇 7、多元素同測:采用復合試劑技術(shù)八元素同時檢測,相互無干擾 8、樣本用量:一滴血檢測,其中鉛鎘銅20ul，鋅鐵鈣鎂錳20ul 9、測量系統(tǒng):30孔位自動測量，可滿足三十人八項同時檢測 10、液位探測:試劑不足自動報警，廢液滿自動報警 11、檢測時間:≤90s/樣本 12、電極系統(tǒng):三電極體系（旋轉(zhuǎn)電極、鉑電極、甘汞電極) 13、操作軟件:自動編號、可根據(jù)病人信息自動查找 14、分析環(huán)境:占用空間小，無需乙炔等易燃易爆氣體，無汞污染，無安全隱患 15、質(zhì)量保證︰儀器和測量液執(zhí)行嚴格的國際質(zhì)量保證體系及遠高于國家標準的企業(yè)標準

激光誘導擊穿光譜（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技術(shù)是一種原子發(fā)射光譜分析技術(shù)，其基本原理是利用脈沖激光在待測樣品表面激發(fā)產(chǎn)生等離子體，通過等離子體發(fā)射的光譜波長和強度信息，分別獲得待測元素的種類及含量。LIBS技術(shù)因具有無需制樣、分析速度快、遠程非接觸、可實現(xiàn)對任何物質(zhì)的多元素同時分析等特點，被譽為分析領(lǐng)域的“未來超級巨星”，在航空航天、智能制造、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護、能源、地質(zhì)、深海探測等領(lǐng)域都極具應用前景，特別是2021年我國“祝融號”火星車搭載LIBS系統(tǒng)登陸火星開展地質(zhì)勘探，使得該技術(shù)再次成為國內(nèi)外的研究熱點。LIBS系統(tǒng)主要由激光器、光譜儀、探測器和時序控制器等核心單元組成，典型的LIBS檢測系統(tǒng)如圖1（左）所示，光譜圖如圖1（右）所示。 圖1典型的LIBS檢測系統(tǒng)（左）與LIBS光譜圖（右） 本團隊對LIBS技術(shù)進行了長達15年的攻關(guān)，在一系列關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破，成功研制了從臺式、移動式到手持式的系列國產(chǎn)LIBS元素分析儀，實現(xiàn)了6種LIBS成分分析儀器的國產(chǎn)化，并成功推動其在金屬材料、環(huán)境保護和生物安全等領(lǐng)域的應用。研究工作從基礎(chǔ)研究、裝備研發(fā)到工程應用全鏈條展開（如圖2），取得的創(chuàng)新成果如下。 圖2團隊對于LIBS技術(shù)從基礎(chǔ)研究-裝備研發(fā)-工業(yè)應用的全鏈條攻關(guān) （1）高靈敏度、高穩(wěn)定性和高精度LIBS分析新方法 針對LIBS技術(shù)存在自吸收效應、基本效應和光譜波動性大等問題導致其探測極限低、靈敏度差和分析精度低的難題，團隊提出了一系列新技術(shù)新方法。 1）提出采用OPO波長可調(diào)諧激光對等離子體中基態(tài)粒子進行能態(tài)選擇性激發(fā)的新方法，從源頭上阻止了LIBS自吸收效應產(chǎn)生，從而獲得自吸收免疫的LIBS本征光譜。 2）提出采用微波對等離子體進行瞬時加熱，獲得溫度場均勻分布的等離子體，實現(xiàn)寬光譜多元素的自吸收效應遏止。 3）提出一種基于等離子體圖像-光譜融合的圖像輔助LIBS技術(shù)，有效克服了基體效應對定標曲線建立的影響，大幅度提高了LIBS的定量分析精度。 4）針對工業(yè)現(xiàn)場物質(zhì)的快速高精度定量分析需求，提出一種僅需一個標準樣品就可完成定量的LIBS單標樣法和一種可克服自吸收效應影響的LIBS無標樣定量方法。 5）針對生物體、食品、中藥等疏松含水組織基體復雜，導致光譜信號微弱且波動大的問題，提出了從光譜預處理-特征提取-機器學習模型的全鏈條定性定量分析算法，相比于傳統(tǒng)分析方法，可將分析精度提高10%。 6）提出一種面向金屬3D打印構(gòu)件的激光譜-超聲同時檢測技術(shù)，可同時對金屬3D打印構(gòu)件的表面元素分布、內(nèi)部缺陷、殘余應力和晶粒度進行同步分析。 （2）高精度LIBS成分分析儀研制 針對LIBS的光機電系統(tǒng)難以集成的難題，團隊通過構(gòu)筑模塊化“籠式”光路系統(tǒng)，研制了共聚焦顯微光學系統(tǒng)、同軸信號采集、放大裝置等新技術(shù)，成功將OPO共振激發(fā)和等離子體圖像-光譜融合新技術(shù)集成到LIBS成分分析儀中，實現(xiàn)了10-7量級的LIBS探測極限，將LIBS探測靈敏度提高了2個數(shù)量級，探測穩(wěn)定性優(yōu)于2%。所研制的系列激光探針元素分析儀如圖3所示。 圖3臺式到便攜式系列LIBS分析儀

產(chǎn)品詳細介紹Consort 電化學分析儀C860 可測量PH，mV，電導率，鹽度，總?cè)芙舛萒DS，溫度 PH：0...+14 PH mV：±1000 mV 電導率：0...1000 mS/cm 鹽度：0...70 ppt TDS：0...100 g/l 溫度：0...+100°C 分辨率：0.01 pH, 1 mV, 0.01 μS/cm, 1°C Consort 電化學分析儀C860 輸入 一個普通的PH，mV輸入 一個電導率輸入， 一個Pt1000自動溫度電極輸入 低壓直電流輸入，如主電源適配器 Consort 電化學分析儀C860 數(shù)據(jù)記錄 可儲存300組值包括溫度 Consort 電化學分析儀C860 外殼 結(jié)實的防塵防污外殼 Consort 電化學分析儀C860 顯示器 明亮的LCD顯示屏帶有白色背景光，方便讀數(shù) 當需要記錄數(shù)據(jù)時，連續(xù)穩(wěn)定的指示提醒用戶 定格功能可將數(shù)據(jù)保留在顯示屏上方便讀數(shù)或記錄 互交式LCD顯示屏提供逐步操作指示（英語，荷蘭語，法語，德語） 實時時鐘顯示時間和日期 在LCD上顯示實驗報告 Consort 電化學分析儀C860特征 可選12伏汽車電源適配器 3年保修期 Consort 電化學分析儀C860試驗規(guī)范 所有試驗步驟顯示在儀器顯示屏上

一種空間分辨激光誘導擊穿光譜分析系統(tǒng)，包括脈沖激光器，激光束變換聚焦光學系統(tǒng)，位移臺，激光誘導等離子體信號采集裝置，光譜儀，計算機；激光誘導等離子體信號采集裝置包括夾持器和光纖探針，夾持器的弧形導軌上至少有一個滑塊，滑塊可在弧形導軌上滑動，滑塊中央的孔中有可沿弧形導軌徑向移動的套筒；光纖探針固定在套筒的圓孔中。