氣溶膠是大氣環(huán)境污染傳播的主要方式,大氣氣溶膠中含有的有毒重金屬元素是造成環(huán)境污染和危害人體健康的元兇,針對氣溶膠中元素的檢測亟需引入新技術。激光誘導擊穿光譜技術(LIBS)是一門高精尖的光譜分析新技術,其通過脈沖激光轟擊樣品產(chǎn)生等離子體,分析收集到的等離子體光譜從而實現(xiàn)元素的定性與定量分析。本文以大氣氣溶膠中重金屬元素檢測需求為背景,圍繞LIBS檢測系統(tǒng)的開發(fā)進程,在課題組前期工作的基礎上,針對LIBS系統(tǒng)中譜峰識別、定量模型及軟件系統(tǒng)開發(fā)等內(nèi)容進行了研究。本文的主要研究工作如下:(1)本文在介紹課題的研究背景和意義的基礎上,闡述了LIBS技術的基本原理和發(fā)展狀況,分析并研究了當前影響LIBS檢測系統(tǒng)發(fā)展的關鍵技術,即譜峰識別、定量模型和分析軟件等,并就其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀展開了綜述;(2)為了提高LIBS尋峰的準確度和自動化程度,提出了一種基于尺度自適應的連續(xù)小波尋峰模型(SA-CWT)。該算法基于二次優(yōu)化的思想,在連續(xù)小波變換的基礎上,通過引入尺度自適應模型自動調(diào)整尺度范圍以提高程序的自動化程度,并經(jīng)兩次連續(xù)小波變換以提升對弱峰及重疊峰的辨識能力。實驗結(jié)果表明,SA-CWT與高斯曲線...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 激光誘導擊穿光譜技術
    1.3 LIBS檢測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 LIBS檢測軟件的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 LIBS譜峰識別算法的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 LIBS定量算法的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
2 LIBS檢測系統(tǒng)實驗平臺搭建
    2.1 LIBS系統(tǒng)設備
    2.2 樣品制備
    2.3 本章小結(jié)
3 LIBS譜峰識別方法研究
    3.1 常用譜峰識別算法
        3.1.1 導數(shù)法
        3.1.2 高斯曲線擬合法
        3.1.3 對稱零面積變換法
    3.2 連續(xù)小波變換脊線尋峰法
    3.3 基于尺度自適應的連續(xù)小波尋峰法
        3.3.1 連續(xù)小波變換模型
        3.3.2 尺度自適應模型
        3.3.3 尋峰算法
    3.4 實驗分析
        3.4.1 尺度調(diào)整實驗
        3.4.2 尋峰實驗
    3.5 定性分析
    3.6 本章小結(jié)
4 LIBS定量分析方法研究
    4.1 常用定量算法
        4.1.1 自由定標法
        4.1.2 線性回歸
        4.1.3 主成分回歸
        4.1.4 支持向量回歸機
        4.1.5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡
    4.2 極限學習機
    4.3 核極限學習機
        4.3.1 KELM算法模型
        4.3.2 PCA-GA-KELM算法模型
    4.4 實驗分析
        4.4.1 定量實驗
        4.4.2 對比實驗
    4.5 本章小結(jié)
5 LIBS檢測系統(tǒng)軟件開發(fā)
    5.1 需求分析
        5.1.1 功能性需求
        5.1.2 非功能性需求
    5.2 開發(fā)環(huán)境
    5.3 總體設計
        5.3.1 MVC架構(gòu)
        5.3.2 插件機制
    5.4 界面設計
        5.4.1 主窗口界面設計
        5.4.2 預處理與定量界面設計
        5.4.3 數(shù)據(jù)庫界面設計
    5.5 數(shù)據(jù)庫開發(fā)
    5.6 系統(tǒng)測試
        5.6.1 定性測試
        5.6.2 定量測試
        5.6.3 對比測試
    5.7 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果



本文編號：3819496