Laser-induced breakdown spectroscpopy (LIBS)

Swerim har internationellt erkänd forskning inom LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) och arbetar med utveckling för att förbättra och implementera LIBS online i industriella applikationer. LIBS är en optisk mätmetod med unika egenskaper för att möjliggöra processkontroll baserad på kemisk analys. Analysen är snabb, kontaktfri och kan simultant analysera alla element i det periodiska systemet ‒ på alla former och typer av material ‒ i alla aggregeringstillstånd!

Tre bilder

Från vänster: 1. LIBS för identifiering vid skrotsortering.  2. Möjligheter för olika typer av material. 3. LIBS på slagg för kemisk analys som möjliggör processkontroll.

Vad är LIBS?

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) är en mätmetod baserad på en laser, som gör en snabb kemisk analys på ett material. Informationen som erhålls från mätningen är främst från den elementära sammansättningen, men även viss molekylär information kan erhållas. Det går t.ex. att översätta signalen till innehållandet av oxider och göra såväl kvantitativ som kvalitativ analys. LIBS är en metod för yt-analys, men genom att analysera varje laserpuls (skott-till-skott) kan även djupinformation erhållas och ytor kan kartläggas systematiskt.

Movie on field trials

Film från fältförsök.

Hur fungerar LIBS?

En laser med hög energi och korta pulser hettar upp och förångar,  ablerar ,  en liten mängd av materialet (några få ng) och inducerar ett energirikt plasma. Det plasmat sänder ut, emitterar , ljus med våglängder som är specifika för varje element där varje element i det periodiska systemet har ett karaktäristiskt spektrum. Ljuset samlas in i en spektrometer, där våglängderna delas upp och görs om till en elektrisk signal som kan läsas av i en dator.

Schematic figure of LIBS.

Schematisk bild över LIBS.

Möjligheter med LIBS

Det finns flertal fördelar med LIBS: en utrustning kan anpassas flexibelt efter behov och går att mäta on-line, mätningen sker kontaktfritt, materialet kan vara i alla aggregationstillstånd och  behöver ingen provpreparering eller slät yta, analysen kan ske snabbt och som kvantifiering av halt eller klassificering och det går att följa processen remote.

Utmaningen med LIBS är att utforma optiken så att det blir stabila signaler. De erhållna spektrumen är en kombination av många komplexa processer i plasmat och varje ny applikation kräver en noggrant utformad metod för datautvärderingen.

Med hjälp av expertkompetens och erfarenhet av LIBS kan vi både få och ge helt nya insikter om den studerade processen!

Developed LIBS equipment with on-line measurement on mesa in the industry.

Utvecklad LIBS-utrustning med mätning on-line på mesa i industrin.

One of the benefits of LIBS is that it can be used remote.

En av fördelarna med LIBS är att det kan användas oavsett plats.

Exempel på projekt

Nedam är några exempel på projekt och lösningar vi har genomfört tillsammans med företag och institut:

Kontakt