煤炭在我國當(dāng)前的能源市場中仍然占有主要地位,快速在線的煤質(zhì)檢測方法對于燃煤電廠等應(yīng)用場景的生產(chǎn)效率有著重要意義,使用傳統(tǒng)手段的離線煤質(zhì)檢測方法由于工序繁瑣等弊端越來越難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy）檢測技術(shù)簡稱為LIBS,由于它具有測試快速,支持原位檢測,多元素同時分析等優(yōu)點,非常適合煤質(zhì)在線檢測的需求,并且近年已經(jīng)在鋼鐵,土壤,水質(zhì)檢測領(lǐng)域中衍生出較為成熟的產(chǎn)品。但國內(nèi)在煤質(zhì)檢測領(lǐng)域的LIBS儀器研發(fā)目前才剛剛起步,這是一項具有巨大應(yīng)用價值的前沿研究。本文針對當(dāng)前應(yīng)用廣泛的標(biāo)準(zhǔn)曲線法、多元線性回歸法等定量分析方法難以對多種類混合煤樣進(jìn)行分析檢測的局限性,基于LIBS煤質(zhì)檢測中對光譜數(shù)據(jù)的特征提取和基體效應(yīng)困境分析,提出了聚類回歸模型。該模型利用LIBS測量光譜數(shù)據(jù)中的特征譜線信息,通過聚類方法將基底不同的煤樣加以區(qū)分,將訓(xùn)練集中不同的聚類簇作為新的類別概念,將混合樣品集劃分為多類別子集分別訓(xùn)練不同的回歸模型參數(shù)。對于煤種信息未知的待測盲樣,該模型可以以訓(xùn)練集的聚類結(jié)果為依據(jù)對其劃分類別,并使用對應(yīng)的回... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

LIBS等離子體的演化周期等離子體的膨脹伴隨著降溫，在此過程中，激發(fā)態(tài)原子和離子躍遷回基態(tài)，

LIBS等離子體的能級躍遷

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-14-屬于同一元素，但在光譜圖上表現(xiàn)不同，特征譜線的波長位置也有多種，在光譜學(xué)中通常會在同種元素后面標(biāo)注不同的羅馬數(shù)字來對不同的電離態(tài)加以區(qū)分。圖2-3煤炭樣品的等離子光譜圖從譜線觀察難度的角度分析，在實際進(jìn)行光譜分析時，往往遇到復(fù)雜的實際問題，這些問題有時是由于觀測樣品的譜線過于復(fù)雜、密集導(dǎo)致的，有時是因為實驗設(shè)備中的光譜儀分辨率限制導(dǎo)致的。常見問題如，某些元素的譜線在我們獲取的光譜圖中因為強度太低，難以觀察得出準(zhǔn)確的峰值，或者是容易被鄰近的譜峰所覆蓋，造成譜線的檢測失敗。因此在光譜中的特定波長位置處并未出現(xiàn)某種元素的特征譜線的情況下，也不能得到樣品中未包含該元素的結(jié)論。其他的一種常見情況，就是光譜圖中鄰近譜線之間互相干擾的現(xiàn)象。一些待測樣品，本身元素成分比較復(fù)雜，含有多種元素種類，元素間原子能級結(jié)構(gòu)也可能出現(xiàn)相近的情況，對應(yīng)的元素特征譜線波長經(jīng)常出現(xiàn)在光譜圖上譜峰相鄰，并且距離很近的情況。如圖2-4所示，在390-400nm的波長區(qū)間里，Ca元素與Al元素的譜峰位置非常接近，在諸如此類的情況下由于光譜儀的分辨能力存在限制，兩條距離太近的譜線容易出現(xiàn)譜峰的一部分彼此重疊覆蓋，導(dǎo)致譜線強度計算出現(xiàn)偏差的情況。這就是譜線標(biāo)定中經(jīng)常出現(xiàn)的譜線互干擾現(xiàn)象。一般來說，為了考慮到儀器研發(fā)和未來應(yīng)用時的成本問題，光譜儀的分辨率的提高不是優(yōu)先的解決方案。在現(xiàn)有的光譜儀分辨率下，為了減輕互干擾問題對譜線標(biāo)定工作的負(fù)面影響，在選擇分析譜線時，需要將元素譜線特性和樣品本身特征結(jié)合起來考慮，盡可能避免由于互干擾現(xiàn)象得到的錯誤分析信息。如果待測樣品的元素成分已知，在譜線標(biāo)定的選擇上應(yīng)該盡可能的選取高濃度的成分元素，這樣它的特征?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面粗糙度對激光誘導(dǎo)擊穿光譜信號的影響[J]. 陳憑,王希林,洪驍,王晗,趙晨龍,賈志東,鄒林,李彥民,范建華.  光譜學(xué)與光譜分析. 2019(06)
[2]激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)檢測土壤中的鉛和鎘含量[J]. 余克強,趙艷茹,劉飛,何勇.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(15)
[3]Study on Cluster Analysis Used with Laser-Induced Breakdown Spectroscopy[J]. 何力驁,王茜蒨,趙宇,劉莉,彭中.  Plasma Science and Technology. 2016(06)
[4]激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)成分面掃描分析與應(yīng)用[J]. 陳啟蒙,杜敏,郝中騏,鄒孝恒,李嘉銘,易榮興,李祥友,陸永楓,曾曉雁.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(05)
[5]激光誘導(dǎo)擊穿光譜元素譜線自動識別方法研究[J]. 劉立拓,劉建國,趙南京,魯翠萍,陳東,石煥,王春龍,張玉鈞,劉文清.  光譜學(xué)與光譜分析. 2012(01)
[6]煤質(zhì)對火電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性的影響[J]. 張金學(xué).  云南電力技術(shù). 2010(01)
[7]煤質(zhì)在線檢測新技術(shù)初探[J]. 趙婕姝.  黑龍江科技信息. 2010(04)
[8]煤質(zhì)變化對火電廠經(jīng)濟(jì)性影響分析[J]. 張會娟.  華北電力技術(shù). 2009(08)
[9]煤質(zhì)變化對火電廠生產(chǎn)運行的影響[J]. 范玉勤.  沿海企業(yè)與科技. 2008(08)
[10]煤質(zhì)對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性影響的分析及應(yīng)對措施[J]. 朱光明,焦慶豐,段學(xué)農(nóng).  湖南電力. 2008(01)

博士論文
[1]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

碩士論文
[1]用于礦石成分分析的激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量化測量技術(shù)研究[D]. 陸運章.北京交通大學(xué) 2009



本文編號：3551136