基于偏最小二乘算法的激光誘導擊穿光譜識別技術研究
發(fā)布時間：2021-01-04 19:33
LIBS（Laser Induced-breakdown Spectroscopy）光譜探測技術也被稱為激光誘導擊穿技術,是一種基于激光誘導等離子體輻射對物質(zhì)元素進行定性分類和定量檢測的新型技術。其具有遠距離非接觸、對待測物質(zhì)毀傷小、無需制備樣品、可檢測幾乎所有物質(zhì)元素等眾多優(yōu)良特點,使其在軍事反恐、貴金屬測量、地質(zhì)環(huán)保及太空探測等領域得到了廣泛的應用。但對LIBS光譜探測技術的研究多集中在物理光學理論、儀器設備精度的改善、延時技術的控制等方向。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光譜探測技術對物質(zhì)元素識別的準確度仍然需要提高,而對光譜信號數(shù)據(jù)進行去噪處理,采用偏最小二乘（PLS）算法對其數(shù)據(jù)進行建模,能夠提高識別的準確度。從而使LIBS光譜探測技術得到更加廣泛的發(fā)展應用。本文主要介紹研究了以下幾個方面:論文首先介紹了激光誘導擊穿技術以及實驗所需儀器,然后搭建了遠距離LIBS光譜實驗系統(tǒng)平臺,在此基礎上進行實驗得到了大量光譜信號數(shù)據(jù)。通過均值中心化,多元散射校正、標準正態(tài)變量變換、小波變換對LIBS光譜信號進行去噪處理研究,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
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
激光誘導擊穿等離子體演化過程
數(shù)字延時發(fā)生器、計算機以及相應軟件、樣品光在樣品表面實現(xiàn)等離子體的激發(fā)。聚焦天線激光能量的提高。數(shù)字延時發(fā)生器用于控制脈沖的延時。光譜信號接收裝置能夠?qū)⑽⑷醯?LIBS LIBS 探測光譜儀。計算機及相應的軟件可以分品載物臺可以放置固定待測樣品物質(zhì)。發(fā)源技術本身的特點和需要用激光在被測樣品表面驗對激光器的激光功率的穩(wěn)定性要求十分嚴格且過程中需先進行對光步驟，所以需要選用包含現(xiàn)對不同待測樣品的檢測，脈沖激光器還需要實最終要實現(xiàn)的目標所選擇的激光器為納秒脈沖激定運行，廠家采用水冷循環(huán)降溫，其實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 光譜分析儀實物圖個光柵可供選擇，選擇不同的光柵，對應的參數(shù)如表表 2-2：四種光柵對應下的參數(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相機時，實驗需要考慮其光譜響應范圍、光譜分辨率
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于激光誘導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. 2015(02)
[3]激光誘導擊穿光譜結(jié)合間隔偏最小二乘法檢測土壤中的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. 應用激光. 2015(01)
[4]LIBS檢測污染馬鈴薯中的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. 光譜學與光譜分析. 2014(02)
[7]小波分析與光譜學信號處理[J]. 朱鳳崗,康戈莉. 山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版). 2004(01)
博士論文
[1]激光誘導擊穿光譜法測量煤中碳含量的基體效應及其消除[D]. 李雄威.清華大學 2014
[2]激光誘導擊穿光譜數(shù)據(jù)處理方法及在煤分析中的應用研究[D]. 謝承利.華中科技大學 2009
[3]高光譜數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)挖掘研究[D]. 李興.中國科學院研究生院（遙感應用研究所） 2006
碩士論文
[1]基于激光誘導擊穿光譜技術的巖屑識別方法研究[D]. 田野.中國海洋大學 2013
[2]水體污染物拉曼光譜檢測的數(shù)據(jù)處理與建庫技術[D]. 陳晨.華中師范大學 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 2006
[4]基于正交信號校正算法的近紅外光譜預處理[D]. 余浩.浙江大學 2004
本文編號：2957302
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
激光誘導擊穿等離子體演化過程
數(shù)字延時發(fā)生器、計算機以及相應軟件、樣品光在樣品表面實現(xiàn)等離子體的激發(fā)。聚焦天線激光能量的提高。數(shù)字延時發(fā)生器用于控制脈沖的延時。光譜信號接收裝置能夠?qū)⑽⑷醯?LIBS LIBS 探測光譜儀。計算機及相應的軟件可以分品載物臺可以放置固定待測樣品物質(zhì)。發(fā)源技術本身的特點和需要用激光在被測樣品表面驗對激光器的激光功率的穩(wěn)定性要求十分嚴格且過程中需先進行對光步驟，所以需要選用包含現(xiàn)對不同待測樣品的檢測，脈沖激光器還需要實最終要實現(xiàn)的目標所選擇的激光器為納秒脈沖激定運行，廠家采用水冷循環(huán)降溫，其實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 光譜分析儀實物圖個光柵可供選擇，選擇不同的光柵，對應的參數(shù)如表表 2-2：四種光柵對應下的參數(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相機時，實驗需要考慮其光譜響應范圍、光譜分辨率
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于激光誘導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. 2015(02)
[3]激光誘導擊穿光譜結(jié)合間隔偏最小二乘法檢測土壤中的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. 應用激光. 2015(01)
[4]LIBS檢測污染馬鈴薯中的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. 光譜學與光譜分析. 2014(02)
[7]小波分析與光譜學信號處理[J]. 朱鳳崗,康戈莉. 山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版). 2004(01)
博士論文
[1]激光誘導擊穿光譜法測量煤中碳含量的基體效應及其消除[D]. 李雄威.清華大學 2014
[2]激光誘導擊穿光譜數(shù)據(jù)處理方法及在煤分析中的應用研究[D]. 謝承利.華中科技大學 2009
[3]高光譜數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)挖掘研究[D]. 李興.中國科學院研究生院（遙感應用研究所） 2006
碩士論文
[1]基于激光誘導擊穿光譜技術的巖屑識別方法研究[D]. 田野.中國海洋大學 2013
[2]水體污染物拉曼光譜檢測的數(shù)據(jù)處理與建庫技術[D]. 陳晨.華中師范大學 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 2006
[4]基于正交信號校正算法的近紅外光譜預處理[D]. 余浩.浙江大學 2004
本文編號：2957302
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