在有色冶煉領域,元素成分檢測是保證冶煉質(zhì)量的重要一環(huán)。目前國內(nèi)有色冶煉企業(yè)多采用X射線熒光光譜法進行檢測,該方法需要樣品制備,造成冶煉狀態(tài)無法實時反饋,嚴重影響冶煉過程優(yōu)化。研究了無監(jiān)督數(shù)據(jù)挖掘算法輔助激光誘導擊穿光譜技術用于銅冶煉光譜結(jié)構(gòu)解析。實驗中,首先選擇4種銅冶煉物料作為實驗樣品,然后利用激光誘導擊穿光譜技術（LIBS）激發(fā)樣品獲得18 750個光譜數(shù)據(jù),通過盲源分離技術對所有光譜進行分析,最終提取得到3個特征光譜。進一步研究發(fā)現(xiàn),3個特征光譜與Cu、Fe、Ca元素光譜有一一對應關系。在此基礎上,提出了LIBS光譜的定量化評價指標,量化結(jié)果表明分解模型對18 750個光譜都能達到很高的評分,說明銅冶煉光譜能夠良好地被3個特征光譜重構(gòu),即銅冶煉光譜存在顯著的光譜結(jié)構(gòu)。以上結(jié)論在實際應用中具有重要研究價值,可用于光譜快速評價、異常光譜剔除、光譜信號提純、元素譜線選取、樣品定性/半定量分析等,為LIBS技術應用于在線銅冶煉成分分析奠定基礎。 

【文章來源】：冶金分析. 2020,40(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

銅冶煉過程

在實際測量中，對每個樣品分別采集250個光譜，共得到18750個光譜。為保證光譜穩(wěn)定性，本文只選取第3通道光譜進行分析，該通道波長范圍為400～500nm。圖2展示了4種物料的原始光譜波形。2.2 光譜分解與重構(gòu)模型

算法的基本計算步驟如下：（1）首先對所有光譜做預處理，具體操作包括濾波、去均值和方差標準化等，其中濾波用于去除低頻的背底趨勢項和高頻的噪聲干擾項；去均值為去除直流分量的影響；方差標準化為除光譜方差，使光譜的幅度保持一致。以上處理流程按順序執(zhí)行，保證光譜處理的一致性。（2）將預處理光譜組合為矩陣，基于盲源分離技術對光譜矩陣進行分解，得到多個特征光譜，構(gòu)建銅冶煉光譜結(jié)構(gòu)框架。（3）利用特征光譜對原始光譜進行分解與重構(gòu)，建立銅冶煉光譜的成分分解模型。整個流程如圖3所示。2.3 特征光譜成分

【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光誘導擊穿光譜微區(qū)分析的研究應用進展[J]. 孫蘭香,汪為,田雪詠,張鵬,齊立峰,鄭黎明.  分析化學. 2018(10)
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本文編號：3364272