CN110987903A - 一种libs基体效应校正方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于LIBS光谱法检测材料组成领域，公开了一种LIBS基体效应校正方法及其应用，校正包括：采集待校正每个样品种类中任一样品在多个激光能量激发下的全波段光谱和等离子体图像；基于每个样品种类对应的全波段光谱和等离子体图像，通过图像处理得到该样品种类对应的图像亮度和等离子体温度的关系及等离子体面积和烧蚀质量的关系；采集每个样品种类中每个样品在待校正激光能量激发下的等离子体图像和待校正波段光谱，基于该等离子体图像和该样品种类对应的上述关系校正该样品的光谱强度；基于各校正后的光谱及其对应元素含量拟合待校正激光能量下的定标曲线，完成基体效应校正。本发明基体效应校正操作简单，可靠性高，可有效应用于实际工业场景。

Description

一种LIBS基体效应校正方法及其应用
技术领域
本发明属于LIBS光谱法检测材料组成的技术领域，更具体地，涉及一种LIBS基体效应校正方法及其应用。
背景技术
激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技术，通过聚焦镜将超短脉冲激光聚焦于样品表面，聚焦后的激光会烧蚀表面材料而瞬间形成激光等离子体，等离子体向外辐射特定频率的光子，由于不同元素和浓度的粒子的发射谱线的波长和强度不同，因此通过光谱仪分析等离子体光谱中的原子、离子谱线，就能获得待检测样品中元素的种类及其含量。
LIBS凭借制样简单、快速便捷、样品损伤小、原位在线等技术优势，近年来成为了冶金、食品、能源、化工、地质、环境等诸多工业领域的研究热点。然而，由于LIBS存在基体效应限制了该技术的推广及应用。所谓基体效应，是由于不同物质与激光之间的相互作用机制不同，不同基体产生的等离子体特性不同，如电子数密度、等离子体温度等，进而导致光谱响应不同，即不同基体中相同含量的元素的光谱强度不同。例如，在采矿行业中对不同种类的矿石中的铁元素进行检测，由于不同矿石的物理化学性质不同，导致每种矿石的光谱响应特性不同，进而无法使用统一的定标曲线进行检测，需对每种矿石分别建立定标曲线，导致检测过程繁琐，耗时长，因此限制了LIBS在的进一步发展。
目前，常用的改进基体效应方法包括装置改造、样品预处理、数据校正等，BretC.Windom和David W.Hahn对传统LIBS装置进行改造，先使用一束激光将样品激发成等离子体云，通过运载气体将等离子体云吹到检测腔，用另一束激光激发等离子体云，从而实现了基体效应的消除；田野等提出了一种表面薄膜辅助LIBS技术，将不同的待分析样品粉末与油状物均匀混合，涂抹至基板表面形成均匀的薄膜，获取光谱后通过内标元素进行校正，进而消除基体效应的影响；Bruno S.Marangoni等提出了一种通过谱峰面积校正光谱的方法，经过校正后定标曲线的R2从0.76提升至0.95，可以基本消除基体效应。但以上方法由于成本较高、操作复杂、校正效果不理想等因素仍然不能应用于工业领域。
发明内容
本发明提供一种LIBS基体效应校正方法及其应用，用以解决现有LIBS检测材料组成与含量中因基体效应而存在实际测量精度不高、测量操作复杂进而导致LIBS的实际应用受限的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种LIBS基体效应校正方法，包括：
采集待校正的每个样品种类中任一样品在多个激光能量激发下一一对应的LIBS全波段光谱和等离子体图像；
基于每个样品种类对应的所述全波段光谱和等离子体图像，通过图像处理以及等离子体温度和样品烧蚀质量的计算，得到该样品种类对应的等离子体图像亮度和等离子体温度的第一关系以及等离子体面积和样品烧蚀质量的第二关系；
采集每个样品种类中每个样品在待校正激光能量激发下的等离子体图像和待校正波段光谱，基于该等离子体图像以及该样品种类对应的所述第一关系和所述第二关系，对该样品的所述待校正波段光谱进行校正；
基于各校正后的光谱及其对应的元素含量，拟合得到所述待校正激光能量下的定标曲线，完成LIBS基体效应校正。
本发明的有益效果是：本发明对待校正的多个样品种类中每个样品种类的任一样品进行等离子体图像亮度和等离子体温度的关系以及等离子体面积和样品烧蚀质量的关系的确定，基于这两种关系，进一步采集该类样品中多个样品的等离子体图像，基于等离子体图像和上述两种关系，得到等离子体温度和样品烧蚀质量，根据计算得到的等离子体温度和样品烧蚀质量，计算较为准确的光谱强度，该光谱强度即为LIBS测得的光谱强度的校正值，基于计算得到的光谱强度和已知元素含量，得到光谱强度和元素含量的多基体通用定标曲线，该定标曲线更加真实反映实际测量光谱强度与含量的关系。由于在这个方法中，不需要改造传统LIBS光路，只需外接用于获取等离子体图像的ICCD等设备，以实现光谱信息与等离子体图像的同时采集，装置搭建十分简单，适合在工业环境中使用，其次，本方法不需要进行复杂的样品预处理，只需要传统LIBS样品预处理方法便可得到LIBS光谱强度和元素含量定标曲线，样品预处理方法简单，适合在工业环境中使用。另外，本方法不需要检测光谱全谱信息来计算等离子体特征参数，而是利用等离子体图像信息表征等离子体特征参数和单次烧蚀质量，方法简便易实现，适用于工业环境中使用。因此，通过该方法得到的LIBS光谱强度和元素含量定标曲线，可靠性高，可有效应用于实际工业场景。
上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述图像处理具体为：
对每张所述等离子体图像均依次进行滤波、二值化处理，基于所述处理后的图像，计算等离子体面积；并采用所述处理后的图像对该张等离子体图像进行掩模，基于掩模后的图像及其内每个像素点的亮度，计算等离子体图像平均亮度，作为该等离子体图像对应的等离子体图像亮度。
本发明的进一步有益效果是：对等离子体图像进行滤波去除噪声，进一步进行二值化，以便于准确地确定等离子体面积。另外，采用二值化后的图像对原图像进行掩模，以精确计算得到等离子体图像亮度，提高定标曲线的可靠性。
进一步，所述等离子体温度的计算具体为：
基于每个激光能量激发下对应的所述全波段光谱，采用波尔兹曼斜线法，计算得到该激光能量激发下对应的等离子体温度。
进一步，所述样品烧蚀质量的计算具体为：
采用激光扫描共聚焦显微镜，对不同激光能量激发下的样品分别进行扫描，计算得到每个激光能量激发下对应的样品烧蚀质量。
本发明的进一步有益效果是：采用激光扫描共聚焦显微镜，可准确测量样品的烧蚀质量，提高待构建的定标曲线的可靠性。
进一步，所述对该样品的所述待校正波段光谱进行校正，具体为：
对该样品对应的等离子体图像进行所述图像处理，得到该等离子体图像对应的等离子体图像亮度和等离子体面积；
基于所述第一关系，得到该等离子体图像亮度对应的等离子体温度，并基于所述第二关系，得到该等离子体面积对应的样品烧蚀质量；
基于该等离子体温度和该样品烧蚀质量，对所述待校正波段光谱进行校正，使校正后的光谱不受等离子体温度和烧蚀质量的影响。
进一步，所述光谱强度的计算采用Lomakin-Scherbe公式。
进一步，所述Lomakin-Scherbe公式表示为：Ii＝KCiMple-E/kT；其中，其中，Ii为元素i的光谱强度，K为常数，Ci为元素i的元素含量，Mpl为样品烧蚀质量，e-E/kT为等离子体在局部热平衡条件下的激发温度，T为等离子体温度，E为上能级能量，k为波尔兹曼常数。
本发明的进一步有益效果是：为避免自吸收的影响，待检测元素含量不宜过高，以进一步提高待构建定标曲线的可靠性。
进一步，所述校正具体为：
采用公式
Figure BDA0002313242600000051
Mpl＝a1S+b1，T＝a2B+b2；
其中，Ii′为校正后的光谱中元素i的光谱强度，Ii为所述待校正波段光谱中元素i的光谱强度，Mpl为样品烧蚀质量，e-E/kT为等离子体在局部热平衡条件下的激发温度，T为等离子体温度，E为上能级能量，k为波尔兹曼常数，S为等离子体面积，B为等离子体图像亮度，a1、b1分别为所述第二关系对应的常数，a2、b2分别为所述第一关系对应的常数。
本发明还提供一种元素含量LIBS检测方法，包括：
采用如上所述的任一种LIBS基体效应校正方法，构建待检测的多个样品种类之间待检测元素在待测量激光能量激发下的LIBS光谱强度和含量的多基体通用定标曲线；
采集所述多个样品种类中任一待测量样品在所述激光能量激发下的等离子体图像和所述待检测元素对应的波段光谱，基于该等离子体图像以及如上所述的任一种LIBS基体效应校正方法中的光谱校正方法，校正所述波段光谱；
基于所述定标曲线和所述校正后的光谱，得到所述待测量样品中所述待检测元素的含量。
本发明的有益效果是：本发明采用上述方法得到的定标曲线，可用于工厂实际，极大降低实际工程测量中的测量时间、成本低，操作简单、可靠性高。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上所述的任一种LIBS基体效应校正方法和/或如上所述的任一种元素含量LIBS检测方法。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种LIBS基体效应校正方法的流程图；
图2为图1对应的采集光谱和等离子体图像的装置示意图；
图3为本发明实施例提供的图2采集的铸铁、铝合金样品部分波段光谱；
图4为本发明实施例提供的图2采集的铸铁、铝合金样品部分等离子体图像；
图5为本发明实施例提供的铸铁样品等离子体图像亮度与等离子体温度之间的函数关系图；
图6为本发明实施例提供的铸铁样品等离子体图像面积与单次烧蚀质量之间的函数关系图；
图7为本发明实施例提供的金属样品中Cu I 510.55nm、Mg I 518.36nm两条谱线经过图像辅助校正前后的定标曲线；
图8为本发明实施例提供的压样中Cr I 520.84nm、Mn I 403.07nm两条谱线经过图像辅助校正前后的定标曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一
一种LIBS基体效应校正方法100，如图1所示，包括：
步骤110、采集待校正的每个样品种类中任一样品在多个激光能量激发下一一对应的LIBS全波段光谱和等离子体图像；
步骤120、基于每个样品种类对应的全波段光谱和等离子体图像，通过图像处理以及等离子体温度和样品烧蚀质量的计算，得到该样品种类对应的等离子体图像亮度和等离子体温度的第一关系以及等离子体面积和样品烧蚀质量的第二关系；
步骤130、采集每个样品种类中每个样品在待校正激光能量激发下的等离子体图像和待校正波段光谱，基于该等离子体图像以及该样品种类对应的第一关系和第二关系，对该样品的待校正波段光谱进行校正；
步骤140、基于各校正后的光谱及其对应的元素含量，拟合得到待校正激光能量下的定标曲线，完成LIBS基体效应校正。
本方法为一种基于等离子体图像的LIBS基体效应校正方法，该方法不需要改造传统LIBS光路，只需外接用于获取等离子体图像的ICCD等设备，以实现光谱信息与等离子体图像的同时采集，装置搭建十分简单，适合在工业环境中使用，其次，本方法不需要进行复杂的样品预处理，只需要传统LIBS样品预处理方法便可得到LIBS光谱强度和元素含量定标曲线，样品预处理方法简单，适合在工业环境中使用。另外，本方法不需要检测光谱全谱信息来计算等离子体特征参数，而是利用等离子体图像信息表征等离子体特征参数和单次烧蚀质量，方法简便易实现，适用于工业环境中使用。因此，通过该方法得到的LIBS光谱强度和元素含量定标曲线，可靠性高，可有效应用于实际工业场景。
优选的，上述图像处理具体为：
对每张等离子体图像均依次进行滤波、二值化处理，基于处理后的图像，采用已知比例尺，计算得到等离子体面积；并采用处理后的图像对该张等离子体图像进行掩模，基于掩模后的图像，通过每个像素点的亮度，计算等离子体图像平均亮度，作为该等离子体图像对应的等离子体图像亮度。
具体的，例如，计算等离子体面积时，首先对等离子体图像进行滤波处理，消除背景噪声的影响，再对等离子体图像进行二值化，使用二值化后的图像，计算等离子体区域的像素数量，通过比例尺转化为等离子体的面积；计算等离子体平均亮度时，使用二值化后的图像对原图像进行掩膜，将等离子体图像背景置为0后，截取图像并计算等离子体图像的平均亮度。
基于以上方法，具体实施中，例如，选用铸铁标样作为例子，将样品表面磨平后，通过DG535触发光谱仪与ICCD，同时采集不同激光能量下(20、30、40、50、60、70mJ)铸铁标样的LIBS全波段光谱和等离子体图像。根据全波段光谱信息，通过玻尔兹曼斜线法计算等离子体实际温度，与对应等离子体图像亮度建立关系。另外，使用激光扫描共聚焦显微镜，测量不同激光能量下样品表面烧蚀坑的体积，进而计算激光单次烧蚀质量，建立单次烧蚀质量与等离子体图像面积之间的关系。基于实际验证，可得到等离子体图像平均亮度(B)与等离子体温度(T)之间存在线性关系，以及图像中等离子体面积(S)与单次烧蚀质量(Mpl)之间存在线性关系，因此存在如下关系式：Mpl＝a1S+b1，T＝a2B+b2。
优选的，上述等离子体温度的计算具体为：
基于每个激光能量激发下对应的全波段光谱，采用波尔兹曼斜线法，计算得到该激光能量激发下对应的等离子体温度。
优选的，上述样品烧蚀质量的计算具体为：
采用激光扫描共聚焦显微镜，基于每个等离子体图像对应的等离子体面积，对该等离子体图像对应的激光能量所激发的样品进行扫描并计算得到该等离子体图像对应的样品烧蚀质量。
优选的，上述对该样品的待校正波段光谱进行校正，具体为：
对该样品对应的等离子体图像进行所述图像处理，得到该等离子体图像对应的等离子体图像亮度和等离子体面积；
基于上述第一关系，得到该等离子体图像亮度对应的等离子体温度，并基于上述第二关系，得到该等离子体面积对应的样品烧蚀质量；
基于该等离子体温度和该样品烧蚀质量，对待校正波段光谱进行校正，使校正后的光谱不受等离子体温度和烧蚀质量的影响。
光谱强度的计算采用Lomakin-Scherbe公式，Lomakin-Scherbe公式如下：Ii＝KCi bAnmhvβe-E/kT。本实验中忽略自吸收效应的影响(b＝1，)，将上述公式简化为：Ii＝KCiMple-E/kT；其中，Ci为元素i的含量，Mpl为样品烧蚀质量，T为等离子体温度，K为受所选谱线以及仪器采集效率影响的常数，Ci为元素i的元素含量，Mpl为样品烧蚀质量，e-E/kT为等离子体在局部热平衡条件下的激发温度，E为上能级能量，k为波尔兹曼常数。
则基于上述第一关系和第二关系的线性表达，则可得到如下公式：
Figure BDA0002313242600000091
基于该式，可计算光谱强度，以用于定标曲线的确定。
上述校正具体为：采用公式
Figure BDA0002313242600000092
Mpl＝a1S+b1，T＝a2B+b2；其中，Ii′为校正后的光谱中元素i的光谱强度，Ii为所述待校正波段光谱中元素i的光谱强度，Mpl为样品烧蚀质量，T为等离子体温度，S为等离子体面积，B为等离子体图像亮度，E为上能级能量，k为波尔兹曼常数，a1、b1分别为所述第二关系对应的常数，a2、b2分别为所述第一关系对应的常数。
由于实验得到的a1、b1、a2和b2与实际情况存在误差，因此实验得到的参数需要进行优化，以得到更好的校正效果。
实施例二
一种元素含量LIBS检测方法，包括：
采用如实施例所述的任一种LIBS基体效应校正方法，构建待测量的多个样品种类之间待检测元素在待测量激光能量激发下的LIBS光谱强度和含量的通用定标曲线；采集多个样品种类中任一待测量样品在激光能量激发下的等离子体图像和所述待检测元素对应的波段光谱，基于该等离子体图像以及如实施例一所述的任一种LIBS基体效应校正方法中的光谱校正方法，校正所述波段光谱；基于上述定标曲线和上述校正后的光谱，得到待测量样品中待检测元素的含量。
为了更好地说明本发明，针对LIBS检测中不同基体样品光谱响应不同的基体效应问题，根据Lomakin-Scherbe公式，通过等离子体图像亮度和面积信息对等离子体温度与单次烧蚀质量进行校正，进而消除等离子体温度与单次烧蚀质量对光谱的影响，实现LIBS基体效应的校正，现给出如下示例：
示例一
本示例为铸铁、铝合金基体中Cu、Mg两种元素基体效应的校正，具体包括如下步骤：
选用的铸铁、铝合金样品中Cu、Mg两种元素含量如表1所示，其中，序号代表每一类样品中的各样品编号。
表1铸铁、铝合金中Cu、Mg元素含量表(wt.％)
Figure BDA0002313242600000101
首先将铸铁和铝合金样品用细砂纸磨平整，用酒精擦拭干净后，放入图2所示的LIBS检测装置中，激光器激发待检测样品之后，光谱仪与ICCD同时获取各个铝合金、铸铁样品的光谱信息(如图3所示)与对应的等离子体图像(如图4所示)。本实验中所用激光器为Nd:YAG脉冲激光器，波长为532nm，光谱仪使用Andor公司生产的Shamrock 500i型号光谱仪，光栅选用3600l/mm，狭缝宽度200um，曝光时间2s，延迟时间2us，门宽2us，ICCD使用Andor公司生产的DH-344T型号高灵敏度ICCD，曝光时间2s，延迟时间2us，门宽2us。
实验得到铸铁、铝合金样品的a1、b1、a2和b2四个参数后，对Cu I 510.55nm、Mg I518.36nm两条谱线的强度进行校正(I表示铜的原子线)，以构建得到新的定标曲线。铸铁样品的等离子体图像亮度与等离子体温度之间的函数关系图和等离子体图像面积与单次烧蚀质量之间的函数关系图，如图5、6所示。建立经过等离子体图像亮度、面积信息校正前后Cu I 510.55nm、Mg I 518.36nm两条谱线的定标曲线，如图7所示。定标曲线的评价参数如表2所示，从表中可以看出，基于原始数据建立的定标曲线存在严重的基体效应，定标曲线的评价参数(R2、RMSECV、ARE)较差，而通过等离子体图像中亮度、面积信息对光谱进行校正之后，得到的校正曲线的R2、RMSECV和ARE有了明显的提升：(1)对于Cu I 510.55nm的定标曲线，R2从0.726提高到0.992；RMSECV由0.222降低至0.048；ARE由294.52％减小为47.25％。(2)对于Mg I 518.36nm的定标曲线，R2由0.942提高到0.988；RMSECV由0.019降低至0.012；ARE由30.42％减小为24.96％。从上述数据可以得到Cu I 510.55nm、Mg I518.36nm两条谱线的R2均提升到0.99左右，RMSECV、ARE分别平均下降75.10％和77.78％，铸铁、铝合金样品之间的基体效应得到了明显的抑制。
因此，本实施例验证了本发明提出的校正方法可以有效消除铸铁、铝合金之间的基体效应，且适用于不同元素。
表2铸铁、铝合金Cu、Mg谱线校正前后定标曲线评价参数对比
Figure BDA0002313242600000111
示例2
本示例为土壤、萤石基体中Cr、Mn两种元素基体效应的校正，具体包括如下步骤：
配制的土壤、萤石压样中Cr、Mn元素的含量如表3所示：
表3土壤、萤石压样中Cr、Mn元素含量表(ppm)
Figure BDA0002313242600000121
将压制好的土壤、萤石压样放入图2所示的LIBS检测装置中，激光器激发待检测样品之后，光谱仪与ICCD同时获取各个土壤、萤石压样的光谱信息与对应的等离子体图像。实验中所用激光器为Nd:YAG脉冲激光器，光谱仪使用Andor公司生产的Shamrock 500i型号光谱仪，光栅选用3600l/mm，狭缝宽度200um，曝光时间2s，延迟时间2us，门宽2us，ICCD使用Andor公司生产的DH-344T型号高灵敏度ICCD，曝光时间2s，延迟时间2us，门宽2us。
土壤、萤石压样的a1、b1、a2和b2四个参数直接通过优化得到，进而校正Cr I520.84nm、Mn I 403.07nm两条谱线的强度。对经过等离子体图像亮度、面积信息校正前后的Cr I 520.84nm、Mn I 403.07nm两条谱线进行定标，定标曲线如图8所示。定标曲线的评价参数如表4所示，从表中可以看出，基于原始数据建立的定标曲线存在着严重的基体效应，不同基体的数据点趋于不同的定标曲线，原始数据建立的定标曲线的评价参数(R2、RMSECV、ARE)非常差，其中Mn元素定标曲线的R2低至0.098，而通过等离子体图像面积、亮度信息对光谱进行校正处理后，定标曲线的R2、RMSECV和ARE得到了很大的改善：(1)Cr I520.84nm谱线建立的定标曲线的R2由0.364提高到0.975；RMSECV从445.304降低至108.160；ARE从83.70％减小为16.80％。(2)Mn I 403.07nm谱线建立的定标曲线的R2由0.098提高到0.980；RMSECV由439.854降低至87.674；ARE从152.40％减小为21.38％。从上述实验结果可以看出，经过图像辅助校正后，Cr I 520.84nm、Mn I 403.07nm定标曲线的R2从非常低的水平均提升到0.97以上，RMSECV和ARE平均下降了77.88％和83.83％，土壤与萤石压样的基体效应也得到了明显的消除。
因此，本实施例进一步验证了本发明提出的基体效应校正方法对不同基体、不同元素的普适性。
表4土壤、萤石压样Cr、Mn谱线校正前后定标曲线评价参数对比
Figure BDA0002313242600000131
以上两个实施例从基体、元素与谱线方面全面地证明了该方法对消除LIBS基体效应的有效性。
实施例三
一种存储介质，存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行上述如实施例一所述的任一种LIBS光谱强度和元素含量定标曲线构建方法和/或如上实施例二所述的任一种LIBS基体效应校正方法。
相关技术方案同实施例一和实施例二，在此不再赘述。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，包括：
采集待校正的每个样品种类中任一样品在多个激光能量激发下一一对应的LIBS全波段光谱和等离子体图像；
基于每个样品种类对应的所述全波段光谱和等离子体图像，通过图像处理以及等离子体温度和样品烧蚀质量的计算，得到该样品种类对应的等离子体图像亮度和等离子体温度的第一关系以及等离子体面积和样品烧蚀质量的第二关系；
采集每个样品种类中每个样品在待校正激光能量激发下的等离子体图像和待校正波段光谱，基于该等离子体图像以及该样品种类对应的所述第一关系和所述第二关系，对该样品的所述待校正波段光谱进行校正；
基于各校正后的光谱及其对应的元素含量，拟合得到所述待校正激光能量下的定标曲线，完成LIBS基体效应校正。
2.根据权利要求1所述的一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，所述图像处理具体为：
对每张所述等离子体图像均依次进行滤波、二值化处理，基于所述处理后的图像，计算等离子体面积；并采用所述处理后的图像对该张等离子体图像进行掩模，基于掩模后的图像及其内每个像素点的亮度，计算等离子体图像平均亮度，作为该等离子体图像对应的等离子体图像亮度。
3.根据权利要求1所述的一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，所述等离子体温度的计算具体为：
基于每个激光能量激发下对应的所述全波段光谱，采用波尔兹曼斜线法，计算得到该激光能量激发下对应的等离子体温度。
4.根据权利要求1所述的一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，所述样品烧蚀质量的计算具体为：
采用激光扫描共聚焦显微镜，对不同激光能量激发下的样品分别进行扫描，计算得到每个激光能量激发下对应的样品烧蚀质量。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，所述对该样品的所述待校正波段光谱进行校正，具体为：
对该样品对应的等离子体图像进行所述图像处理，得到该等离子体图像对应的等离子体图像亮度和等离子体面积；
基于所述第一关系，得到该等离子体图像亮度对应的等离子体温度，并基于所述第二关系，得到该等离子体面积对应的样品烧蚀质量；
基于该等离子体温度和该样品烧蚀质量，对所述待校正波段光谱进行校正，使校正后的光谱不受等离子体温度和烧蚀质量的影响。
6.根据权利要求5所述的一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，所述校正采用的公式为Lomakin-Scherbe公式。
7.根据权利要求6所述的一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，所述Lomakin-Scherbe公式表示为：Ii＝KCiMple-E/kT；其中，Ii为元素i的光谱强度，K为常数，Ci为元素i的元素含量，Mpl为样品烧蚀质量，e-E/kT为等离子体在局部热平衡条件下的激发温度，T为等离子体温度，E为上能级能量，k为波尔兹曼常数。
8.根据权利要求6所述的一种LIBS基体效应校正方法，其特征在于，所述校正具体为：
采用公式
Figure FDA0002313242590000021
Mpl＝a1S+b1，T＝a2B+b2；
其中，I′i为校正后的光谱中元素i的光谱强度，Ii为所述待校正波段光谱中元素i的光谱强度，Mpl为样品烧蚀质量，e-E/kT为等离子体在局部热平衡条件下的激发温度，T为等离子体温度，E为上能级能量，k为波尔兹曼常数，S为等离子体面积，B为等离子体图像亮度，a1、b1分别为所述第二关系对应的常数，a2、b2分别为所述第一关系对应的常数。
9.一种元素含量LIBS检测方法，其特征在于，包括：
采用如权利要求1至8任一项所述的一种LIBS基体效应校正方法，构建待检测的多个样品种类之间待检测元素在待测量激光能量激发下的LIBS光谱强度和含量的多基体通用定标曲线；
采集所述多个样品种类中任一待测量样品在所述激光能量激发下的等离子体图像和所述待检测元素对应的波段光谱，基于该等离子体图像以及如权利要求1至8任一项所述的一种LIBS基体效应校正方法中的光谱校正方法，校正所述波段光谱；
基于所述定标曲线和所述校正后的光谱，得到所述待测量样品中所述待检测元素的含量。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行上述如权利要求1至8任一项所述的一种LIBS基体效应校正方法和/或如权利要求9所述的一种元素含量LIBS检测方法。
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