目前在国内轧辊等铸件的生产过程中,需要在线分析多种元素含量,以提高制造工艺、保证产品质量。需要检测的元素包括C、S等非金属以及金属元素。目前使用的方法主要有火花光电光谱法、X射线荧光光谱法和化学分析法。火花光电光谱法需要至少2至5分钟的取样和样品预处理时间;X射线荧光光谱法分析难以分析C、S等非金属成分;化学分析法分析时间长达几十分钟。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种新兴的快速在线检测技术,有实现铸件多种元素快速在线检测的潜力。然而C、S等元素的LIBS信号比较小,使得分析它们的含量比较困难。如何增强其信号就成了一个重要问题。本文以增强元素的LIBS信号为出发点,首先分析了缓冲气体和真空压强等实验因素对增强LIBS信号的影响,然后测定了 LIBS系统中被动调Q脉冲激光器的激光能量,接下来针对低真空和氩气因素设计了真空系统,再结合该真空系统拟定了整个LIBS实验的流程,最后进行了流动氩气环境和低真空静态氩气环境下的LIBS实验。结果表明氩气流速为6L/min时,碳406.97nm谱线的光谱强度会增强约100%,但光谱强度信噪比有所下降;在-0.095MPa真空环境和-0.02MPa真空加氩气环境下碳432.5nm光谱谱线的光谱强度比1atm空气环境下分别增强约120%、15%,,信噪比分别增强了 83%、11%。这意味着低真空或低真空加氩气环境能有效的增强元素光谱信号并提高信噪比。