激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS）以其快速分析、無(wú)損檢測(cè)、遠(yuǎn)距離探測(cè)等優(yōu)勢(shì),受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。鋁合金又是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的有色金屬之一。將LIBS技術(shù)應(yīng)用于鋁合金中金屬元素的檢測(cè),為鋁合金冶煉在線監(jiān)測(cè)提供了理論依據(jù),對(duì)高危冶金環(huán)境下的檢測(cè)工作具有實(shí)際意義;基于LIBS技術(shù)對(duì)不同牌號(hào)鋁合金進(jìn)行判別分析,為鋁合金廢料的分揀技術(shù)提供了理論基礎(chǔ),推動(dòng)了再生有色金屬產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。為了提高LIBS檢測(cè)精度以及降低干擾因素對(duì)分析結(jié)果的影響,本文在光譜預(yù)處理的基礎(chǔ)上,基于LIBS技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法,建立定性及定量分析模型。研究了12種不同牌號(hào)鋁合金的全光譜主成分分析（PCA）,根據(jù)載荷得分選取11條特征譜線,建立了基于特征譜線的偏最小二乘判別（PLS-DA）模型和支持向量機(jī)（SVM）模型,最后利用ROC曲線對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SVM模型的AUC參數(shù)及識(shí)別準(zhǔn)確率均略高于PLS-DA模型,但兩種模型對(duì)鋁合金牌號(hào)均具有較強(qiáng)的識(shí)別能力,證明了LIBS技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)鋁合金牌號(hào)進(jìn)行判別分析的可行性。確定了基于響應(yīng)面法（RSM）的鋁合金微量Mg元素和痕量Ti元素定量分析的LIBS儀... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

等離子體的形成及傳播過(guò)程

1緒論碩士學(xué)位論文4另外，連續(xù)的背景輻射譜線、離子輻射譜線與原子輻射譜線的產(chǎn)生與形成時(shí)間不一致，LIBS技術(shù)是針對(duì)原子發(fā)射光譜進(jìn)行分析，因此準(zhǔn)確的收集時(shí)間對(duì)光譜質(zhì)量以及分析結(jié)果有著重要的影響。圖1.2是激光誘導(dǎo)等離子體的時(shí)間演化示意圖。圖1.2等離子體時(shí)序演化示意圖從圖中可以看出，在整個(gè)演化中都會(huì)存在由復(fù)合輻射和軔致輻射產(chǎn)生的連續(xù)背景譜線，主要來(lái)自等離子體持續(xù)冷卻的過(guò)程中自由電子與離子的碰撞與結(jié)合。該連續(xù)光譜將會(huì)干擾原子譜線的質(zhì)量。在之后的幾百納秒中將產(chǎn)生離子譜線。為了更準(zhǔn)確的收集原子特征譜線，獲得質(zhì)量較高的光譜，通常通過(guò)延時(shí)器來(lái)設(shè)置一定的延遲時(shí)間來(lái)控制檢測(cè)器對(duì)光譜的收集，從而能夠準(zhǔn)確地收集原子特征譜線，為后續(xù)的分析打好基矗1.3.2激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在不同領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀近年來(lái)，LIBS以其多種優(yōu)勢(shì)得到了迅速的發(fā)展，即幾乎無(wú)需樣品預(yù)處理，基本上可檢測(cè)所有元素，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)原位分析、無(wú)損分析、快速分析等�，F(xiàn)階段，LIBS已被應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域、煤質(zhì)分析領(lǐng)域、地質(zhì)分析領(lǐng)域、古董鑒定、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域，LIBS的應(yīng)用包括對(duì)土壤質(zhì)量的檢測(cè)、大氣中重金屬檢測(cè)以及水體中重金屬檢測(cè)。早在上世紀(jì)末，國(guó)外的科學(xué)家就將LIBS應(yīng)用于土壤的污染研究。1994年，Alenander[9]等人在國(guó)際地球科學(xué)與遙感協(xié)會(huì)上公布了自己的研究成果，指出已經(jīng)成功用LIBS技術(shù)檢測(cè)出土壤中的As、Cd、Cr、Hg、Pb和Zn等重金屬。Bublitz[10]等人應(yīng)用LIBS進(jìn)行土壤診斷，并定量分析了德國(guó)Hohenschulen和Oderbruch兩地的天然土壤表面的金屬離子。土壤成分復(fù)雜，元素眾多，對(duì)于重金屬污染的檢測(cè)極易受到基體效應(yīng)

碩士學(xué)位論文基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的鋁合金檢測(cè)研究92LIBS光譜檢測(cè)實(shí)驗(yàn)分析本章首先通過(guò)選擇合適的儀器與光路搭建鋁合金LIBS光譜檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，獲取鋁合金LIBS光譜信號(hào)，并對(duì)采集的光譜進(jìn)行預(yù)處理，減小儀器參數(shù)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。介紹了本文對(duì)鋁合金進(jìn)行定性及定量分析的方法，并規(guī)定了鋁合金定量分析特征譜線的選取原則。2.1LIBS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置圖2.1是用于檢測(cè)鋁合金的LIBS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置圖。主要包括激光器、光路聚焦與光路收集系統(tǒng)、三維樣品臺(tái)、檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)與延時(shí)器等電子設(shè)備。激光器產(chǎn)生脈沖光束，調(diào)節(jié)三維樣品臺(tái)，使光束通過(guò)光路聚焦系統(tǒng)聚焦于鋁合金表面，對(duì)其進(jìn)行加熱，鋁合金表面由于吸收了光子能量而發(fā)生熔化、蒸發(fā)等現(xiàn)象，形成包含原子、分子、離子、電子和其他基團(tuán)粒子的高溫等離子體。等離子體在演化的過(guò)程中產(chǎn)生代表原子特性的線狀光譜，由光路收集系統(tǒng)收集并耦合至光纖，傳輸至光譜儀，光譜數(shù)據(jù)由光譜儀中的CCD轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)鋁合金進(jìn)行定性及定量分析。整個(gè)裝置通過(guò)美國(guó)斯坦福研究系統(tǒng)公司的DG645數(shù)字延時(shí)器，保持了激光光源的觸發(fā)、CCD的曝光采集以及光譜儀門控的時(shí)序一致性。圖2.1LIBS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置圖1-數(shù)字延時(shí)器；2-脈沖激光器；3-激光；4-反射鏡；5-二向色鏡；6-球面反射鏡組；7-等離子體；8-待測(cè)樣品；9-三維樣品臺(tái)；10-拋物面反射鏡；11-光纖耦合器；12-光纖；13-光譜儀；14-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三維花狀硅酸鎂富集-X-射線熒光光譜法測(cè)定水中痕量鉛鋅銅[J]. 朱萬(wàn)軍,翟曉穎,黃人瑤,馮擁軍,袁懋,陳旭,楊文勝.  分析化學(xué). 2018(09)
[2]鋅溶液中痕量Cu2+、Co2+的檢測(cè)光譜預(yù)處理方法[J]. 朱紅求,陳俊名,陽(yáng)春華,李勇剛,龔娟.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]ICP-AES方法和ICP-MS、AAS方法的比較[J]. 袁春偉.  新疆有色金屬. 2018(S1)
[4]激光誘導(dǎo)擊穿光譜的自組織特征映射結(jié)合相關(guān)判別對(duì)天然地質(zhì)樣品分類方法研究[J]. 閆夢(mèng)鴿,董曉舟,李穎,張瑩,畢云峰.  光譜學(xué)與光譜分析. 2018(06)
[5]基于偏振分辨LIBS技術(shù)的土壤重金屬檢測(cè)研究[J]. 余洋,趙南京,孟德碩,馬明俊,蘭智高.  中國(guó)激光. 2018(08)
[6]緬甸翡翠中鐵元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量檢測(cè)[J]. 王亞軍,袁心強(qiáng),石斌,石美鈺,張倩,陳濤.  光譜學(xué)與光譜分析. 2018(01)
[7]激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)定量分析SF6中的痕量O[J]. 楊文斌,李斌成.  光譜學(xué)與光譜分析. 2017(12)
[8]微波消解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鐵硅鋁磁芯中鋁和硅[J]. 吳永明,陶武,楊倩倩,杜效,王繼龍,郭飛飛.  冶金分析. 2017(06)
[9]基于電極富集的水體重金屬LIBS檢測(cè)靈敏度研究[J]. 王園園,趙南京,馬明俊,方麗,余洋,孟德碩,谷艷紅,賈堯,劉建國(guó),劉文清.  光譜學(xué)與光譜分析. 2017(03)
[10]電感耦合等離子體發(fā)射光譜法/質(zhì)譜法檢測(cè)地衣樣品中主次微量元素的方法優(yōu)化[J]. 趙良成,姜云軍,郭秀平,李星,王亦丹,郭小彪,路峰,劉華杰.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(10)



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