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Wie funktioniert LIBS (laserinduzierte Plasmaspektroskopie)?

Die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) ist mittlerweile eine sehr beliebte Analysetechnik, die potentiell alle Elemente im Periodensystem messen kann, und das für alle möglichen Proben (Gase, Feststoffe, Flüssigkeiten). LIBS ist eine wichtige Anwendung in der Recycling-Industrie, die einen hohen Analysedurchsatz braucht. Keine andere Technologie ist auf diesem Gebiet mit LIBS vergleichbar.

Das Grundprinzip ist in dem Schema oben dargestellt: Eine Laserdiode erzeugt einen hochenergetischen Laserpuls auf die Probenoberfläche und ionisiert ein kleines Volumen zu einem Plasma. Mikroskopische kleine Teilchen der Probe werden von der Oberfläche in das Plasma geschleudert und angeregt. Durch diese Anregung wird Licht emittiert, dass für das jeweilige Element charakteristisch ist, und zur Analyse an die Optik im mPulse weitergeleitet. Hier wird dann die Element-Zusammensetzung der Probe bestimmt und das Ergebnis auf dem Display angezeigt.

Der Laser ist sehr leistungsstark, da er aber sehr fokussiert und der einzelne Puls extrem kurz ist, verursacht die Laseranregung keine Erwärmung der Probe. Deshalb ist die Messung praktisch zerstörungsfrei.

Der Erste weltweit

Der mPulse ist der weltweit erste LIBS Handspektrometer. Er analysiert Metalle auf Knopfdruck in nur einer Sekunde. Mit der Lasertechnik ist es außerdem frei von behördlichen Auflagen, die normalerweise mit der Röntgenfluoreszenz-Technik einhergehen.

Eine (fast) zerstörungsfreie Technologie

Eine mikroskopische kleine Menge des Materials wird zerstört – 1 milliardstel Gramm (1 Nanogramm) – und hinterläßt einen winzingen Brennfleck auf der Probe. Während des Laserimpuls kann die Energiedichte der Oberfläche 1 Gigawatt pro cm2 überschreiten. Die durchschnittliche Energiedichte ist aber meist unter 1 Watt – die Fläche um den Testpunkt herum wird kaum erhitzt.

Keine Probenvorbereitung

LIBS kann das Material ohne jegliche Vorbereitung analysieren. Ist die Probe jedoch mit einem anderen Material beschichtet (z.B. oxidiert oder lackiert), kann die Laserstrahlung genutzt werden, um das darunter liegende Material freizulegen.

Anwendungebereiche

  • Extrem schnelle Analyse und Sortierung von Altmetallen für das Recycling
  • Positive Materialidentifizierung (PMI) für Materialeingang, Produktion und Montage
  • Analyse der Zusammensetzung von Objekten mit komplexen Formen
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12:29 - 28 Jul 17
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