基于偏最小二乘算法的激光誘導(dǎo)擊穿光譜識(shí)別技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-04 19:33
LIBS(Laser Induced-breakdown Spectroscopy)光譜探測(cè)技術(shù)也被稱為激光誘導(dǎo)擊穿技術(shù),是一種基于激光誘導(dǎo)等離子體輻射對(duì)物質(zhì)元素進(jìn)行定性分類和定量檢測(cè)的新型技術(shù)。其具有遠(yuǎn)距離非接觸、對(duì)待測(cè)物質(zhì)毀傷小、無需制備樣品、可檢測(cè)幾乎所有物質(zhì)元素等眾多優(yōu)良特點(diǎn),使其在軍事反恐、貴金屬測(cè)量、地質(zhì)環(huán)保及太空探測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但對(duì)LIBS光譜探測(cè)技術(shù)的研究多集中在物理光學(xué)理論、儀器設(shè)備精度的改善、延時(shí)技術(shù)的控制等方向。與其他成熟的光譜分析系統(tǒng),如近紅外光譜分析系統(tǒng)相比,LIBS光譜探測(cè)技術(shù)對(duì)物質(zhì)元素識(shí)別的準(zhǔn)確度仍然需要提高,而對(duì)光譜信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理,采用偏最小二乘(PLS)算法對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,能夠提高識(shí)別的準(zhǔn)確度。從而使LIBS光譜探測(cè)技術(shù)得到更加廣泛的發(fā)展應(yīng)用。本文主要介紹研究了以下幾個(gè)方面:論文首先介紹了激光誘導(dǎo)擊穿技術(shù)以及實(shí)驗(yàn)所需儀器,然后搭建了遠(yuǎn)距離LIBS光譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到了大量光譜信號(hào)數(shù)據(jù)。通過均值中心化,多元散射校正、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換、小波變換對(duì)LIBS光譜信號(hào)進(jìn)行去噪處理研究,確定了采用db小波基,sqtwolog...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
激光誘導(dǎo)擊穿等離子體演化過程
數(shù)字延時(shí)發(fā)生器、計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)軟件、樣品光在樣品表面實(shí)現(xiàn)等離子體的激發(fā)。聚焦天線激光能量的提高。數(shù)字延時(shí)發(fā)生器用于控制脈沖的延時(shí)。光譜信號(hào)接收裝置能夠?qū)⑽⑷醯?LIBS LIBS 探測(cè)光譜儀。計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件可以分品載物臺(tái)可以放置固定待測(cè)樣品物質(zhì)。發(fā)源技術(shù)本身的特點(diǎn)和需要用激光在被測(cè)樣品表面驗(yàn)對(duì)激光器的激光功率的穩(wěn)定性要求十分嚴(yán)格且過程中需先進(jìn)行對(duì)光步驟,所以需要選用包含現(xiàn)對(duì)不同待測(cè)樣品的檢測(cè),脈沖激光器還需要實(shí)最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)所選擇的激光器為納秒脈沖激定運(yùn)行,廠家采用水冷循環(huán)降溫,其實(shí)物由脈沖光器水循環(huán)箱三部分組成,如圖 2-3 所示;其具
16圖 2-5 LIBS 光譜分析儀實(shí)物圖個(gè)光柵可供選擇,選擇不同的光柵,對(duì)應(yīng)的參數(shù)如表表 2-2:四種光柵對(duì)應(yīng)下的參數(shù)光柵(Grating)(I/mm)150 300 600 (nm) 542 268 131 n)(nm) 0.44→0.31 0.44→0.31 0.21→0.15 0相機(jī)時(shí),實(shí)驗(yàn)需要考慮其光譜響應(yīng)范圍、光譜分辨率
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的燃煤揮發(fā)分定量分析[J]. 樊炬,王帝,陸繼東,張博. 廣東電力. 2015(09)
[2]基于遺傳算法和偏最小二乘法的土壤激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析研究[J]. 鄒孝恒,郝中騏,易榮興,郭連波,沈萌,李祥友,王澤敏,曾曉雁,陸永楓. 分析化學(xué). 2015(02)
[3]激光誘導(dǎo)擊穿光譜結(jié)合間隔偏最小二乘法檢測(cè)土壤中的Pb[J]. 胡慧琴,黃林,涂建平,徐雪紅,姚明印,陳添兵,劉木華,楊平,王彩虹. 應(yīng)用激光. 2015(01)
[4]LIBS檢測(cè)污染馬鈴薯中的Pb及偏最小二乘定量分析模型[J]. 楊平,姚明印,黃林,胡慧琴,陳娟,張煜煜,胡淑芬,王彩虹,劉木華. 光電子·激光. 2015(01)
[5]利用多數(shù)據(jù)處理方法提高LIBS譜信號(hào)質(zhì)量[J]. 楊崇瑞,汪家升,盛新志,婁淑琴. 紅外與激光工程. 2014(11)
[6]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的合金鋼組分偏最小二乘法定量分析[J]. 叢智博,孫蘭香,辛勇,李洋,齊立峰,楊志家. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(02)
[7]小波分析與光譜學(xué)信號(hào)處理[J]. 朱鳳崗,康戈莉. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(01)
博士論文
[1]激光誘導(dǎo)擊穿光譜法測(cè)量煤中碳含量的基體效應(yīng)及其消除[D]. 李雄威.清華大學(xué) 2014
[2]激光誘導(dǎo)擊穿光譜數(shù)據(jù)處理方法及在煤分析中的應(yīng)用研究[D]. 謝承利.華中科技大學(xué) 2009
[3]高光譜數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)挖掘研究[D]. 李興.中國科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2006
碩士論文
[1]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的巖屑識(shí)別方法研究[D]. 田野.中國海洋大學(xué) 2013
[2]水體污染物拉曼光譜檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理與建庫技術(shù)[D]. 陳晨.華中師范大學(xué) 2006
[3]基于智能算法的近紅外光譜分析與建模[D]. 張耀東.東北大學(xué) 2006
[4]基于正交信號(hào)校正算法的近紅外光譜預(yù)處理[D]. 余浩.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):2957302
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
激光誘導(dǎo)擊穿等離子體演化過程
數(shù)字延時(shí)發(fā)生器、計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)軟件、樣品光在樣品表面實(shí)現(xiàn)等離子體的激發(fā)。聚焦天線激光能量的提高。數(shù)字延時(shí)發(fā)生器用于控制脈沖的延時(shí)。光譜信號(hào)接收裝置能夠?qū)⑽⑷醯?LIBS LIBS 探測(cè)光譜儀。計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件可以分品載物臺(tái)可以放置固定待測(cè)樣品物質(zhì)。發(fā)源技術(shù)本身的特點(diǎn)和需要用激光在被測(cè)樣品表面驗(yàn)對(duì)激光器的激光功率的穩(wěn)定性要求十分嚴(yán)格且過程中需先進(jìn)行對(duì)光步驟,所以需要選用包含現(xiàn)對(duì)不同待測(cè)樣品的檢測(cè),脈沖激光器還需要實(shí)最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)所選擇的激光器為納秒脈沖激定運(yùn)行,廠家采用水冷循環(huán)降溫,其實(shí)物由脈沖光器水循環(huán)箱三部分組成,如圖 2-3 所示;其具
16圖 2-5 LIBS 光譜分析儀實(shí)物圖個(gè)光柵可供選擇,選擇不同的光柵,對(duì)應(yīng)的參數(shù)如表表 2-2:四種光柵對(duì)應(yīng)下的參數(shù)光柵(Grating)(I/mm)150 300 600 (nm) 542 268 131 n)(nm) 0.44→0.31 0.44→0.31 0.21→0.15 0相機(jī)時(shí),實(shí)驗(yàn)需要考慮其光譜響應(yīng)范圍、光譜分辨率
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的燃煤揮發(fā)分定量分析[J]. 樊炬,王帝,陸繼東,張博. 廣東電力. 2015(09)
[2]基于遺傳算法和偏最小二乘法的土壤激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析研究[J]. 鄒孝恒,郝中騏,易榮興,郭連波,沈萌,李祥友,王澤敏,曾曉雁,陸永楓. 分析化學(xué). 2015(02)
[3]激光誘導(dǎo)擊穿光譜結(jié)合間隔偏最小二乘法檢測(cè)土壤中的Pb[J]. 胡慧琴,黃林,涂建平,徐雪紅,姚明印,陳添兵,劉木華,楊平,王彩虹. 應(yīng)用激光. 2015(01)
[4]LIBS檢測(cè)污染馬鈴薯中的Pb及偏最小二乘定量分析模型[J]. 楊平,姚明印,黃林,胡慧琴,陳娟,張煜煜,胡淑芬,王彩虹,劉木華. 光電子·激光. 2015(01)
[5]利用多數(shù)據(jù)處理方法提高LIBS譜信號(hào)質(zhì)量[J]. 楊崇瑞,汪家升,盛新志,婁淑琴. 紅外與激光工程. 2014(11)
[6]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的合金鋼組分偏最小二乘法定量分析[J]. 叢智博,孫蘭香,辛勇,李洋,齊立峰,楊志家. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(02)
[7]小波分析與光譜學(xué)信號(hào)處理[J]. 朱鳳崗,康戈莉. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(01)
博士論文
[1]激光誘導(dǎo)擊穿光譜法測(cè)量煤中碳含量的基體效應(yīng)及其消除[D]. 李雄威.清華大學(xué) 2014
[2]激光誘導(dǎo)擊穿光譜數(shù)據(jù)處理方法及在煤分析中的應(yīng)用研究[D]. 謝承利.華中科技大學(xué) 2009
[3]高光譜數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)挖掘研究[D]. 李興.中國科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2006
碩士論文
[1]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的巖屑識(shí)別方法研究[D]. 田野.中國海洋大學(xué) 2013
[2]水體污染物拉曼光譜檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理與建庫技術(shù)[D]. 陳晨.華中師范大學(xué) 2006
[3]基于智能算法的近紅外光譜分析與建模[D]. 張耀東.東北大學(xué) 2006
[4]基于正交信號(hào)校正算法的近紅外光譜預(yù)處理[D]. 余浩.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):2957302
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