Spektroskooppiset menetelmät kiviaineksen laadun tutkimisessa ?· Spektroskopia • Tutkitaan aineen…

Download Spektroskooppiset menetelmät kiviaineksen laadun tutkimisessa ?· Spektroskopia • Tutkitaan aineen…

Post on 01-Mar-2019

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>Spektroskooppiset menetelmt kiviaineksen laadun tutkimisessa </p> <p> Lasse Kangas Aalto-yliopisto Yhdyskunta- ja ympristtekniikka </p> <p>Kalliokiviaineksen tunnistaminen ja luokittelu </p> <p>Tmhn on </p> <p>priimaa! Nykymenetelmt </p> <p> Hitaita (pivi, viikkoja) </p> <p> Asiantuntijoiden tekem </p> <p>kentttyt ja laboratorio </p> <p>analyyseja </p> <p> Mr minimoitava </p> <p>kustannussyist </p> <p> Arvokasta kiviainesta (kovaa </p> <p>kive) saatetaan hukata </p> <p>rakentamisen tai louhinnan </p> <p>yhteydess </p> <p>Spektroskopia </p> <p> Tutkitaan aineen ja shkmagneettisen steilyn vuorovaikutusta </p> <p> Saatu tieto esitetn yleens spektrin avulla </p> <p> Eri menetelmi on runsaasti (Raman, LIBS, XPS) </p> <p> Kytetty menetelm valitaan sen mukaan mit halutaan tutkia </p> <p>(Atomeita, molekyylej, kiteit..) ja miss olomuodossa ja </p> <p>ympristss kohde sijaitsee </p> <p> Useiden menetelmien avulla on mahdollista selvitt kohteen </p> <p>spektrinen sormenjlki </p> <p>Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) </p> <p>10.11.2015 </p> <p>4 </p> <p> Laserpulssin avulla irrotetaan erittin pieni mr ainetta tutkittavalta </p> <p>pinnalta. </p> <p> Irronnut aine on yli 10000C:ista plasmaa. </p> <p> Virittyneiden atomien ja ionien palatessa perustilaan ne emittoivat </p> <p>fotoneita, joiden aallonpituus ja intensiteetti paljastavat tutkittavan </p> <p>kohteen alkuainekoostumuksen. </p> <p>Rehse. S. J. 2015. What is LIBS? CHESNER, W.H. and MCMILLAN, N.J., 2012. IDEA 150 </p> <p>LIBS - Highway IDEA Project 150 </p> <p>10.11.2015 </p> <p>5 </p> <p> Chesner Engineering &amp; New Mexico State University </p> <p> Tutkittiin onko LIBS:n avulla mahdollista selvitt kiviaineksen </p> <p>laatuparametreja tai identifioida louhoksia. </p> <p> Tutkittuja parametreja oli mm. jdytys-sulatuskestvyys, happoon </p> <p>liukenemattoman rediduaalin mr karbonaateissa (AIR) ja louhosten </p> <p>identifiointi. </p> <p> Analyyseiss kytettiin: PCA (Principal Components Analysis) &amp; PLS </p> <p>(Partial Least Squares Regression) </p> <p> Jdytys-sulatuskestvyys: (hyvksytty/hyltty) 100% </p> <p> AIR: 1-2% tarkkuudella laboratorioarvoista </p> <p> Louhosten identifiointi: (16 eri louhosta) 100% </p> <p>LIBS Heikkoudet ja vahvuudet </p> <p>10.11.2015 </p> <p>6 </p> <p> Nopea ja edullinen </p> <p> Antaa kvalitatiivista (aallonpituus) ja kvantitatiivista (intensiteetti) tietoa </p> <p> Pienikokoinen laitteisto </p> <p> Lhes tuhoamaton menetelm </p> <p> Tunnistaa mys kevyet alkuaineet: vety, natrium, hiili, </p> <p> litium, beryllium, boori, yms. </p> <p> Mahdollistaa syvyysprofiloinnin </p> <p> Heikkouksina ns. matriisiefekti ja mittausten toistettavuus </p> <p> SciAps Z - High Performance, Handheld LIBS Analyzer </p> <p>Raman-spektroskopia </p> <p>10.11.2015 </p> <p>7 </p> <p> Perustuu valon epelastiseen sirontaan (Raman-sirontaan) </p> <p> Sironneen fotonin aallonpituus on suurempi tai pienempi kuin </p> <p>saapuneen </p> <p> Alkuperinen monokromaattinen steily (laser) suodatetaan pois ja </p> <p>tutkitaan Raman-siirtym </p> <p> Tapahtunut siirtym on suhteessa aineen molekyylikoostumukseen </p> <p> Erittin heikko ilmi (P 106) </p> <p>RRUFF Raman spectra database </p> <p>Raman-spektrin ominaisuudet </p> <p>10.11.2015 </p> <p>8 </p> <p>Raman Heikkoudet ja vahvuudet Nopea </p> <p> Pienikokoinen laitteisto </p> <p> Tysin tuhoamaton menetelm </p> <p> Toimii nesteiss kaasuissa ja kiinteiss </p> <p> Mahdollistaa kvantitatiiviset tutkimukset </p> <p> Erottaa eri yhdisteet, vaikka koostuisivat samoista </p> <p>alkuaineista </p> <p> Heikko ilmi </p> <p> Fluoresenssi voi peitt alleen </p> <p> Ei voida tutkia puhtaita metalleja tai metalliseoksia </p> <p>10.11.2015 </p> <p>9 </p> <p>DeltaNu RockHound Raman spectrometer </p> <p>Hyperspektrikuvantaminen </p> <p> Hyperspektrikuvantamisella tarkoitetaan informaation kermist ja prosessointia </p> <p>nkyv valoa laajemmalta shkmagneettisen spektrin alueelta. </p> <p> Mineraalien tutkimisessa kytetyt aallonpituudet asettuvat yleens alueelle VIS/SWIR </p> <p>(4002500 nm). </p> <p> Perustuu tutkittavan kohteen kykyyn absorboida tiettyj aallonpituuksia </p> <p> Tst johtuvat heijastusspektriss nkyvt </p> <p>kullekin aineelle ominaiset absoptiokaistat. </p> <p> Absorptioprosessit jaetaan: elektronisiin sek </p> <p>rotaatio- ja vrhtelyprosesseihin </p> <p> Voidaan suorittaa joka aktiivisena tai passiivisena </p> <p>10.11.2015 </p> <p>10 </p> <p>0</p> <p>0,1</p> <p>0,2</p> <p>0,3</p> <p>0,4</p> <p>0,5</p> <p>0,6</p> <p>0,7</p> <p>0,8</p> <p>0 0,5 1 1,5 2 2,5 3</p> <p>Heijasta</p> <p>vu</p> <p>us</p> <p>Aallonpituus (m) </p> <p>Oliviini </p> <p>Hyperspektrikuvantaminen Testattiin Geodeettisen laitoksen hyperspektrist superjatkumo-lidaria kiviainesten </p> <p>tutkimiseen. </p> <p> Nyttein rakennuskivi, joista osasta oli mitattu taivutusmurtolujuus. </p> <p> Nytteist suurin osa erilaisia graniitteja </p> <p> Tarkoituksen tunnistaa eri kivilajit niiden spektrin avulla ja lyt mahdollinen yhteys </p> <p>heijastusspektrin ja taivutusmurtolujuuden vlill </p> <p> Rajoittavana tekijn tutkittujen kanavien rajallinen mr (8) ja diskreettisyys </p> <p>10.11.2015 </p> <p>11 </p> <p>16,5 Mpa 7,8 Mpa 2,5 Mpa Lappia Blue </p> <p>Kuru Grey </p> <p>Heikkoudet ja vahvuudet </p> <p> Voidaan suorittaa lentokoneista, satelliiteista tai maasta </p> <p> Voidaan kattaa suuria alueita kerrallaan </p> <p> Kuvantaminen on nopeaa </p> <p> Jokaisella mineraalilla on oma spektrinen sormenjlki </p> <p> Referenssikirjastoja on saatavilla </p> <p> Hyperspektrinen on-line monitorointi on mahdollista </p> <p> Herkk valaistuksen muutoksille (passiivinen kuvantaminen) </p> <p> Saatu tietomr on suuri ja vaatii prosessointia </p> <p>10.11.2015 </p> <p>12 </p> <p>CSC Publishing. Transdermal </p> <p>0-kiviainesrakentaminen? </p> <p>Massataseen hallinta </p> <p> Mr, laatu, sijainti </p> <p>Murskattavan kiviaineksen laadun ennakointi ja arviointi </p> <p> Nopeat ja edulliset esitutkimukset </p> <p> Reaaliaikainen laadunvalvonta </p> <p> Murskausparametrien st? </p> <p>Pilaantuneiden maiden tunnistus </p> <p>0-kiviainesrakentaminen? </p> <p>Kiitoksia! </p> <p>Listietoja: </p> <p>Professori Jussi Leveinen </p> <p>jussi.leveinen@aalto.fi </p> <p>Lasse Kangas </p> <p>lasse.kangas@aalto.fi </p> <p>Aalto-yliopisto </p> <p>Yhdyskunta- ja ympristtekniikka </p>

Recommended

View more >