Published March 7, 2022
| Version v1
Publication
Accuracy improvement of single-sample calibration laser-induced breakdown spectroscopy with self-absorption correction
Creators
- 1. University of Science and Technology
- 2. Huazhong University of Science and Technology
- 3. Hubei Engineering University
Description
The single sample calibration laser-induced breakdown spectroscopy (SSC-LIBS) is quite suitable for the fields where the standard sample is hard to obtain, including space exploration, geology, archaeology, and jewelry identification. But in practice, the self-absorption effect of plasma destroys the linear relationship of spectral intensity and element concentration based on the Lomakin-Scherbe formula which is the guarantee of the high accuracy of the SSC-LIBS. Thus, the self-absorption effect limits the quantitative accuracy of SSC-LIBS greatly. In this work, an improved SSC-LIBS with self-absorption correction (SSC-LIBS with SAC) is proposed for the promotion of quantitative accuracy of SSC-LIBS. The SSC-LIBS with SAC can correct the intensity ratio of spectral lines in the calculation of SSC-LIBS through relative self-absorption coefficient K without complicated preparatory information. The alloy samples and pressed ore samples were used to verify the effect of the SSC-LIBS with SAC. Compared with SSC-LIBS, for alloy samples, the average RMSEP and average ARE of SSC-LIBS with SAC decreased from 0.83 wt.% and 13.75% to 0.40 wt.% and 4.06%, respectively. For the pressed ore samples, the average RMSEP and average ARE of SSC-LIBS with SAC decreased from 4.77 wt.% and 90.48% to 2.34 wt.% and 14.60%. The experimental result indicates that SSC-LIBS with SAC has a great improvement of quantitative accuracy and better universality compared with traditional SSC-LIBS, which is a mighty promotion of the wide application of SSC-LIBS.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد التحليل الطيفي للانهيار المستحث بالليزر لمعايرة العينة المفردة (SSC - LIBS) مناسبًا تمامًا للمجالات التي يصعب فيها الحصول على العينة القياسية، بما في ذلك استكشاف الفضاء والجيولوجيا وعلم الآثار وتحديد المجوهرات. ولكن من الناحية العملية، فإن تأثير الامتصاص الذاتي للبلازما يدمر العلاقة الخطية للشدة الطيفية وتركيز العناصر بناءً على صيغة لوماكين- شيرب التي تضمن الدقة العالية لـ SSC - LIBS. وبالتالي، فإن تأثير الامتصاص الذاتي يحد من الدقة الكمية لـ SSC - LIBS إلى حد كبير. في هذا العمل، يُقترح تحسين SSC - LIBS مع تصحيح الامتصاص الذاتي (SSC - LIBS مع SAC) لتعزيز الدقة الكمية لـ SSC - LIBS. يمكن لـ SSC - LIBS مع SAC تصحيح نسبة شدة الخطوط الطيفية في حساب SSC - LIBS من خلال معامل الامتصاص الذاتي النسبي K دون معلومات تحضيرية معقدة. تم استخدام عينات السبائك وعينات الخامات المضغوطة للتحقق من تأثير SSC - LIBS مع SAC. بالمقارنة مع SSC - LIBS، بالنسبة لعينات السبائك، انخفض متوسط RMSEP ومتوسط SSC - LIBS مع SAC من 0.83 ٪ بالوزن و 13.75 ٪ إلى 0.40 ٪ بالوزن و 4.06 ٪ على التوالي. بالنسبة لعينات الخامات المضغوطة، انخفض متوسط RMSEP ومتوسط SSC - LIBS مع SAC من 4.77 ٪ بالوزن و 90.48 ٪ إلى 2.34 ٪ بالوزن و 14.60 ٪. تشير النتيجة التجريبية إلى أن SSC - LIBS مع SAC لديه تحسن كبير في الدقة الكمية وعالمية أفضل مقارنة مع SSC - LIBS التقليدية، وهو تعزيز قوي للتطبيق الواسع لـ SSC - LIBS.Translated Description (French)
La spectroscopie de décomposition induite par laser d'étalonnage à échantillon unique (SSC-LIBS) est tout à fait appropriée pour les domaines où l'échantillon standard est difficile à obtenir, y compris l'exploration spatiale, la géologie, l'archéologie et l'identification des bijoux. Mais en pratique, l'effet d'auto-absorption du plasma détruit la relation linéaire de l'intensité spectrale et de la concentration en éléments basée sur la formule de Lomakin-Scherbe qui est la garantie de la grande précision du SSC-LIBS. Ainsi, l'effet d'auto-absorption limite considérablement la précision quantitative des SSC-LIBS. Dans ce travail, une SSC-LIBS améliorée avec correction d'auto-absorption (SSC-LIBS avec sac) est proposée pour la promotion de la précision quantitative de la SSC-LIBS. Le SSC-LIBS avec sac peut corriger le rapport d'intensité des raies spectrales dans le calcul du SSC-LIBS par le biais du coefficient d'auto-absorption relative K sans informations préparatoires compliquées. Les échantillons d'alliage et de minerai pressé ont été utilisés pour vérifier l'effet du SSC-LIBS avec SAC. Par rapport à SSC-LIBS, pour les échantillons d'alliage, le RMSEP moyen et la moyenne SONT de SSC-LIBS avec sac diminué de 0,83 % en poids et 13,75 % à 0,40 % en poids et 4,06 % en poids, respectivement. Pour les échantillons de minerai pressés, le RMSEP moyen et la moyenne SONT de SSC-LIBS avec sac diminué de 4,77 % en poids et 90,48 % à 2,34 % en poids et 14,60 % en poids. Le résultat expérimental indique que la SSC-LIBS avec sac a une grande amélioration de la précision quantitative et une meilleure universalité par rapport à la SSC-LIBS traditionnelle, ce qui est une puissante promotion de la large application de la SSC-LIBS.Translated Description (Spanish)
La espectroscopia de ruptura inducida por láser de calibración de muestra única (SSC-LIBS) es bastante adecuada para los campos donde la muestra estándar es difícil de obtener, incluida la exploración espacial, la geología, la arqueología y la identificación de joyas. Pero en la práctica, el efecto de autoabsorción del plasma destruye la relación lineal de intensidad espectral y concentración de elementos basada en la fórmula de Lomakin-Scherbe, que es la garantía de la alta precisión del SSC-LIBS. Por lo tanto, el efecto de autoabsorción limita en gran medida la precisión cuantitativa de SSC-LIBS. En este trabajo, se propone un SSC-LIBS mejorado con corrección de autoabsorción (SSC-LIBS con SAC) para la promoción de la precisión cuantitativa del SSC-LIBS. El SSC-LIBS con SAC puede corregir la relación de intensidad de las líneas espectrales en el cálculo de SSC-LIBS a través del coeficiente de autoabsorción relativa K sin información preparatoria complicada. Las muestras de aleación y las muestras de mineral prensado se utilizaron para verificar el efecto del SSC-LIBS con SAC. En comparación con SSC-LIBS, para las muestras de aleación, el RMSEP promedio y el RMSEP promedio SON de SSC-LIBS con SAC disminuido de 0.83% en peso y 13.75% a 0.40% en peso y 4.06%, respectivamente. Para las muestras de mineral prensado, el RMSEP promedio y el promedio SON de SSC-LIBS con SAC disminuido de 4.77% en peso y 90.48% a 2.34% en peso y 14.60%. El resultado experimental indica que SSC-LIBS con SAC tiene una gran mejora de la precisión cuantitativa y una mejor universalidad en comparación con SSC-LIBS tradicional, que es una poderosa promoción de la amplia aplicación de SSC-LIBS.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحسين دقة التحليل الطيفي للانهيار المستحث بالليزر لمعايرة عينة واحدة مع تصحيح الامتصاص الذاتي
- Translated title (French)
- Amélioration de la précision de la spectroscopie de claquage induite par laser d'étalonnage d'un seul échantillon avec correction d'auto-absorption
- Translated title (Spanish)
- Mejora de la precisión de la espectroscopia de ruptura inducida por láser de calibración de una sola muestra con corrección de autoabsorción
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4226467518
- DOI
- 10.1364/oe.446334
References
- https://openalex.org/W1975992296
- https://openalex.org/W1981832309
- https://openalex.org/W1984275470
- https://openalex.org/W1985049108
- https://openalex.org/W1998078010
- https://openalex.org/W2005591678
- https://openalex.org/W2009603271
- https://openalex.org/W2020027335
- https://openalex.org/W2024339761
- https://openalex.org/W2045449575
- https://openalex.org/W2050694956
- https://openalex.org/W2052904492
- https://openalex.org/W2065710980
- https://openalex.org/W2072141423
- https://openalex.org/W2080357166
- https://openalex.org/W2080809951
- https://openalex.org/W2082719747
- https://openalex.org/W2095495267
- https://openalex.org/W2120620624
- https://openalex.org/W2132355204
- https://openalex.org/W2264143730
- https://openalex.org/W2306263410
- https://openalex.org/W2549526808
- https://openalex.org/W2750261577
- https://openalex.org/W2787361415
- https://openalex.org/W2802958428
- https://openalex.org/W2884142452
- https://openalex.org/W2885744819
- https://openalex.org/W2888112453
- https://openalex.org/W2890976397
- https://openalex.org/W2909170062
- https://openalex.org/W2922026088
- https://openalex.org/W2997859858
- https://openalex.org/W3007750780
- https://openalex.org/W3011827866
- https://openalex.org/W3025078827
- https://openalex.org/W3196854952
- https://openalex.org/W4213458939