.中科院沈阳自动化所孙兰香LIBS团队：元素成分LI

　　针对工业生产成分检测的需求，团队致力于金属冶炼、选矿等行业的元素成分在线分析的研究，攻克了冶金工业现场高温、多粉尘恶劣环境等多种问题，研发出多款适用于冶金、选矿、金属回收等多种领域的LIBS在线检测产品。

　　中国科学院沈阳自动化研究所LIBS团队由孙兰香研究员领衔，初创于2007年，目前有研究员1名，副研究员3名，助理研究员5名，在读博士研究生2名，硕士研究生5名，已毕业博士2名，硕士4名。

　　针对工业生产成分检测的需求，本团队致力于金属冶炼、选矿等行业的元素成分在线分析的研究，经过十多年的机理研究及研发产品迭代，攻克了冶金工业现场高温、多粉尘恶劣环境等多种问题，研发出多款适用于冶金、选矿、金属回收等多种领域的LIBS在线检测产品。

　　从东北老工业基地的特点及需求出发，团队首先以钢铁行业为切入点，从2007年立项研究，到2010年初代样机通过工厂试验，2014年二代样机成功实现工厂示范应用，已经研制成可适用于钢铁冶炼在线成分分析仪，并国际上首次实现了40吨级钢包的钢水成分在线 钢铁冶炼LIBS分析仪一代(左)、二代(右)有色行业为了拓展LIBS的应用领域，结合团队的研究方向，研发出可适用于有色行业冶炼生产的原型样机，并经过产品迭代，目前已经形成性能完备的适合铝合金、铜合金生产过程在线成分检测的LIBS在线成分分析仪(SIA-LIBSmelt)，为国内首款液态铝合金及铜合金成分在线分析设备。并在辽宁忠旺、天津立中合金、大连亚明、贵阳铝镁设计院等多家企业中得到应用验证。

　　图2 液态金属分析仪应用现场(A 辽宁忠旺、 B 天津立中合金、 C 大连亚明、 D贵阳铝镁设计院)

　　进一步向金属冶炼的上游领域拓展应用，团队又研发出基于LIBS技术适用于选矿过程的在线元素成分分析仪(SIA-LIBSlurry)，仪器目前已经在云南磷化集团的选矿厂进行示范应用。该仪器通过更换外挂箱可同时满足液体、固体的分析需求，部分固体元素的检出限可达到1ppm。

　　针对物体辨别等通用领域，团队研发出便携式LIBS分析仪(SIA-LIBSport)，可以适用于金属及其牌号的识别、岩石种类鉴别等多种应用领域。LIBSport包括手持测量探头和手提箱，手持部分重量小于1.5千克，方便人手长时间抓握。LIBSport内嵌多种金属牌号库，可定性判别钢、铜、铝、钨、钛、钴、铅等大类物质，可定量分析不锈钢、低合金钢、铝合金、铜合金等常见金属，并且可以根据客户需求添加。

　　LIBSport分析仪相比单纯手持式LIBS系统具有更高的激光功率，可以适用于更广泛的分析样品。LIBSport对于碳钢中的碳也有较好的分析能力，不需要氩气便可实现0.1%以上碳含量的半定量分析，能判别大部分碳钢的牌号。LIBSport加载Win 10系统，提供部分科研级服务，方便用户拓展应用。

　　3. Lanxiang Sun*, Haibin Yu, Zhibo Cong, Hui Lu, Bin Cao, Peng Zeng, Wei Dong, Yang Li. Applications of laser-induced breakdown spectroscopy in the aluminum electrolysis industry, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. 2018,142:29-36

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