基于DP-LIBS的快速檢測(cè)定量分析方法研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-09 11:33
發(fā)展農(nóng)作物、農(nóng)產(chǎn)品以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的元素高效快速分析技術(shù),能夠?yàn)榫珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)提供重要技術(shù)支撐,對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。激光誘導(dǎo)擊穿光譜法(LIBS)允許同時(shí)對(duì)幾種元素進(jìn)行定量和定性分析,并具有以下優(yōu)點(diǎn):快速檢測(cè),樣品準(zhǔn)備簡(jiǎn)便和環(huán)境友好等。本研究基于共線雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)平臺(tái),以復(fù)合肥中氮、磷和鉀養(yǎng)分為研究對(duì)象,探索系統(tǒng)參數(shù)、定量分析算法對(duì)多元素同時(shí)檢測(cè)的影響;研究了平臺(tái)系統(tǒng)參數(shù)和建模方法對(duì)多個(gè)元素同時(shí)檢測(cè)的影響,以及單個(gè)元素檢測(cè)的準(zhǔn)確性和多個(gè)元素檢測(cè)效率之間的關(guān)系;以水稻植株中重金屬元素為研究對(duì)象,建立重金屬元素的定量分析模型,主要研究如下:(1)LIBS檢測(cè)系統(tǒng)研究:研究LIBS在復(fù)合肥中氮、磷、鉀養(yǎng)分的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法和定量模型的建立。為實(shí)現(xiàn)對(duì)三種元素同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)的目的,探究單雙脈沖、激光能量、波長(zhǎng)、脈沖時(shí)間間隔及激發(fā)時(shí)序?qū)庾V信號(hào)影響,根據(jù)光譜信號(hào)強(qiáng)度與激光能量的關(guān)系,選擇40 mJ能量作為實(shí)驗(yàn)參數(shù)。設(shè)計(jì)單雙脈沖實(shí)驗(yàn),根據(jù)譜線強(qiáng)度優(yōu)化雙脈沖激光系統(tǒng)的時(shí)間間隔,探究不同波長(zhǎng)的單脈沖、雙波長(zhǎng)激發(fā)時(shí)序?qū)τ诙磕P偷挠绊憽=Y(jié)果發(fā)現(xiàn),N、P、K多元素分析中532nm激光先激發(fā)條件下采...
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究意義
1.2 常用傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)
1.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1.4 雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜介紹
1.5 LIBS技術(shù)在復(fù)合肥氮/磷/鉀檢測(cè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展
1.6 LIBS技術(shù)在植物領(lǐng)域重金屬檢測(cè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展
1.7 LIBS技術(shù)在微量元素檢測(cè)領(lǐng)域的主要問題
1.8 本文研究背景與內(nèi)容
第2章 實(shí)現(xiàn)方法
2.1 引言
2.2 LIBS技術(shù)理論基礎(chǔ)
2.2.1 基本原理
2.2.2 等離子體機(jī)理及LIBS基本假設(shè)
2.3 激光參數(shù)對(duì)譜線信號(hào)的影響
2.4 儀器系統(tǒng)
2.5 LIBS數(shù)據(jù)處理方法
2.5.1 LIBS數(shù)據(jù)預(yù)處理方法
2.5.2 特征譜線的選擇、提取
2.5.3 定量分析
2.6 模型評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7 數(shù)據(jù)分析軟件
第3章 復(fù)合肥氮磷鉀元素分析
3.1 引言
3.2 樣品制備
3.3 復(fù)合肥氮磷鉀元素含量LIBS定量分析與建模
3.3.1 光譜數(shù)據(jù)采集
3.3.2 氮磷鉀特征譜線的確定
3.4 復(fù)合肥LIBS參數(shù)優(yōu)化研究
3.4.1 激光脈沖能量對(duì)譜線信號(hào)的影響
3.4.2 單雙脈沖激光對(duì)譜線信號(hào)的影響
3.4.3 激光波長(zhǎng)對(duì)譜線信號(hào)的影響
3.4.4 激光脈沖時(shí)間間隔與激發(fā)時(shí)序?qū)ψV線信號(hào)的影響
3.5 復(fù)合肥氮磷鉀元素含量LIBS定量分析與建模
3.5.1 偏最小二乘建模分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 水稻不同組織重金屬元素分析
4.1 引言
4.2 樣品制備
4.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Cu含量LIBS定量分析與建模
4.3.1 光譜數(shù)據(jù)采集
4.3.2 重金屬Cu特征譜線的確定
4.3.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Cu含量LIBS定量分析與建模
4.4 水稻植株莖/葉/籽粒中Cd含量LIBS定量分析與建模
4.4.1 光譜數(shù)據(jù)采集
4.4.2 重金屬Cd特征譜線的確定
4.4.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Cd含量LIBS定量分析與建模
4.5 水稻植株莖/葉/籽粒中Pb含量LIBS定量分析與建模
4.5.1 光譜數(shù)據(jù)采集
4.5.2 重金屬Pb特征譜線的確定
4.5.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Pb含量LIBS定量分析與建模
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文工作總結(jié)
5.2 前景展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溶液中Ba元素的水下單脈沖與正交雙脈沖LIBS的比較研究[J]. 李文平,周衛(wèi)東. 中國(guó)激光. 2019(09)
[2]LIBS光譜技術(shù)鑒別原料藥或輔料中的金屬元素[J]. 吳越,曹玲,王玉,宋雪潔,Jack Zhou,胡凱,靳桂民,徐昕怡,洪小栩. 藥物分析雜志. 2019(03)
[3]復(fù)合肥中磷元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析[J]. 李江濤,魯翠萍,沙文. 激光技術(shù). 2019(05)
[4]Quantitative analysis of steel and iron by laser-induced breakdown spectroscopy using GA-KELM[J]. 梅亞光,程樹森,郝中騏,郭連波,李祥友,曾曉雁,葛軍亮. Plasma Science and Technology. 2019(03)
[5]正態(tài)曲線剔除法提高LIBS快速測(cè)量煤炭灰分精確度[J]. 陳小玄,盧志民,姚順春,莫爵徽,趙靜波,陸繼東. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[6]正交再加熱雙脈沖激光誘導(dǎo)黃連等離子體的光譜特性[J]. 王金梅,鄭慧娟,鄭培超,譚癸寧. 中國(guó)激光. 2018(07)
[7]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的巖性識(shí)別方法研究[J]. 賈軍偉,付洪波,王華東,倪志波,董鳳忠. 量子電子學(xué)報(bào). 2018(03)
[8]應(yīng)用LIBS技術(shù)檢測(cè)食鹽中的鎘[J]. 陳亮,游利兵,羅賢鋒,尹廣玥,方曉東. 激光技術(shù). 2019(01)
[9]復(fù)合肥中磷元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜多元非線性定量分析[J]. 廖素引,吳先良,李桂華,衛(wèi)敏,張梅. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(01)
[10]中國(guó)糧食重金屬污染現(xiàn)狀及防控對(duì)策[J]. 張風(fēng)海. 食品安全導(dǎo)刊. 2017(24)
博士論文
[1]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的水稻鉻含量快速檢測(cè)方法研究[D]. 彭繼宇.浙江大學(xué) 2018
[2]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的復(fù)合肥成分實(shí)驗(yàn)測(cè)量與分析研究[D]. 沙文.安徽大學(xué) 2018
[3]新形勢(shì)下我國(guó)糧食安全保障研究[D]. 王禹.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016
碩士論文
[1]激光誘導(dǎo)擊穿光譜數(shù)據(jù)綜合預(yù)處理研究[D]. 張書華.西南科技大學(xué) 2019
[2]四季小白菜中重金屬鎘鉛的雙光束激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)研究[D]. 楊暉.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的煙草重金屬檢測(cè)研究[D]. 宋坤林.浙江大學(xué) 2017
本文編號(hào):3729112
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究意義
1.2 常用傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)
1.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1.4 雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜介紹
1.5 LIBS技術(shù)在復(fù)合肥氮/磷/鉀檢測(cè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展
1.6 LIBS技術(shù)在植物領(lǐng)域重金屬檢測(cè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展
1.7 LIBS技術(shù)在微量元素檢測(cè)領(lǐng)域的主要問題
1.8 本文研究背景與內(nèi)容
第2章 實(shí)現(xiàn)方法
2.1 引言
2.2 LIBS技術(shù)理論基礎(chǔ)
2.2.1 基本原理
2.2.2 等離子體機(jī)理及LIBS基本假設(shè)
2.3 激光參數(shù)對(duì)譜線信號(hào)的影響
2.4 儀器系統(tǒng)
2.5 LIBS數(shù)據(jù)處理方法
2.5.1 LIBS數(shù)據(jù)預(yù)處理方法
2.5.2 特征譜線的選擇、提取
2.5.3 定量分析
2.6 模型評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7 數(shù)據(jù)分析軟件
第3章 復(fù)合肥氮磷鉀元素分析
3.1 引言
3.2 樣品制備
3.3 復(fù)合肥氮磷鉀元素含量LIBS定量分析與建模
3.3.1 光譜數(shù)據(jù)采集
3.3.2 氮磷鉀特征譜線的確定
3.4 復(fù)合肥LIBS參數(shù)優(yōu)化研究
3.4.1 激光脈沖能量對(duì)譜線信號(hào)的影響
3.4.2 單雙脈沖激光對(duì)譜線信號(hào)的影響
3.4.3 激光波長(zhǎng)對(duì)譜線信號(hào)的影響
3.4.4 激光脈沖時(shí)間間隔與激發(fā)時(shí)序?qū)ψV線信號(hào)的影響
3.5 復(fù)合肥氮磷鉀元素含量LIBS定量分析與建模
3.5.1 偏最小二乘建模分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 水稻不同組織重金屬元素分析
4.1 引言
4.2 樣品制備
4.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Cu含量LIBS定量分析與建模
4.3.1 光譜數(shù)據(jù)采集
4.3.2 重金屬Cu特征譜線的確定
4.3.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Cu含量LIBS定量分析與建模
4.4 水稻植株莖/葉/籽粒中Cd含量LIBS定量分析與建模
4.4.1 光譜數(shù)據(jù)采集
4.4.2 重金屬Cd特征譜線的確定
4.4.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Cd含量LIBS定量分析與建模
4.5 水稻植株莖/葉/籽粒中Pb含量LIBS定量分析與建模
4.5.1 光譜數(shù)據(jù)采集
4.5.2 重金屬Pb特征譜線的確定
4.5.3 水稻植株莖/葉/籽粒中Pb含量LIBS定量分析與建模
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文工作總結(jié)
5.2 前景展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溶液中Ba元素的水下單脈沖與正交雙脈沖LIBS的比較研究[J]. 李文平,周衛(wèi)東. 中國(guó)激光. 2019(09)
[2]LIBS光譜技術(shù)鑒別原料藥或輔料中的金屬元素[J]. 吳越,曹玲,王玉,宋雪潔,Jack Zhou,胡凱,靳桂民,徐昕怡,洪小栩. 藥物分析雜志. 2019(03)
[3]復(fù)合肥中磷元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析[J]. 李江濤,魯翠萍,沙文. 激光技術(shù). 2019(05)
[4]Quantitative analysis of steel and iron by laser-induced breakdown spectroscopy using GA-KELM[J]. 梅亞光,程樹森,郝中騏,郭連波,李祥友,曾曉雁,葛軍亮. Plasma Science and Technology. 2019(03)
[5]正態(tài)曲線剔除法提高LIBS快速測(cè)量煤炭灰分精確度[J]. 陳小玄,盧志民,姚順春,莫爵徽,趙靜波,陸繼東. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[6]正交再加熱雙脈沖激光誘導(dǎo)黃連等離子體的光譜特性[J]. 王金梅,鄭慧娟,鄭培超,譚癸寧. 中國(guó)激光. 2018(07)
[7]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的巖性識(shí)別方法研究[J]. 賈軍偉,付洪波,王華東,倪志波,董鳳忠. 量子電子學(xué)報(bào). 2018(03)
[8]應(yīng)用LIBS技術(shù)檢測(cè)食鹽中的鎘[J]. 陳亮,游利兵,羅賢鋒,尹廣玥,方曉東. 激光技術(shù). 2019(01)
[9]復(fù)合肥中磷元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜多元非線性定量分析[J]. 廖素引,吳先良,李桂華,衛(wèi)敏,張梅. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(01)
[10]中國(guó)糧食重金屬污染現(xiàn)狀及防控對(duì)策[J]. 張風(fēng)海. 食品安全導(dǎo)刊. 2017(24)
博士論文
[1]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的水稻鉻含量快速檢測(cè)方法研究[D]. 彭繼宇.浙江大學(xué) 2018
[2]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的復(fù)合肥成分實(shí)驗(yàn)測(cè)量與分析研究[D]. 沙文.安徽大學(xué) 2018
[3]新形勢(shì)下我國(guó)糧食安全保障研究[D]. 王禹.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016
碩士論文
[1]激光誘導(dǎo)擊穿光譜數(shù)據(jù)綜合預(yù)處理研究[D]. 張書華.西南科技大學(xué) 2019
[2]四季小白菜中重金屬鎘鉛的雙光束激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)研究[D]. 楊暉.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的煙草重金屬檢測(cè)研究[D]. 宋坤林.浙江大學(xué) 2017
本文編號(hào):3729112
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