激光誘導(dǎo)擊穿光譜的分析線自動(dòng)選擇方法研究.pdf

1、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)是一種新興的原子發(fā)射光譜分析技術(shù)，具有原位、在線、快速以及無需樣品制備等優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)利用發(fā)射譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度信息對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。為了在眾多發(fā)射線中快速選定分析線，提高LIBS在線測(cè)量精度，研究分析線的自動(dòng)選擇方法具有重要意義。
　　 本論文概述了LIBS的原理、系統(tǒng)構(gòu)成以及光譜分析技術(shù)的定量和定性分析方法，分析了譜線質(zhì)

2、量的主要影響因素(光譜重疊、譜線自吸收、電磁干擾等)以及對(duì)應(yīng)的影響效果。提出一種用于分析線自動(dòng)選擇的方法。文中定義兩個(gè)參數(shù)：發(fā)射線的檢測(cè)波長(zhǎng)與理論波長(zhǎng)的偏差WDDT和發(fā)射線的相對(duì)強(qiáng)度比RDTIR，通過對(duì)這兩個(gè)參數(shù)設(shè)定合理的閾值，剔除自吸收嚴(yán)重和譜線重疊干擾嚴(yán)重的譜線。
　　 為了驗(yàn)證分析線自動(dòng)選擇方法的有效性和通用性，對(duì)5種標(biāo)準(zhǔn)高合金鋼樣品和6種標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼樣品開展了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。利用分析線自動(dòng)選擇程序，選定了樣品中主要元素鐵、鉻、鎳

3、、錳、銅的分析線，所選分析線滿足通用的選線原則。從選線結(jié)果中任取Cr(I)524.76nm和Fe(I)324.72nm作為分析線對(duì)高合金鋼樣品進(jìn)行分析，得到的檢測(cè)強(qiáng)度與濃度的擬合直線的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.97和0.89，分析結(jié)果的相對(duì)誤差分別為6％和17％。從選線結(jié)果中任取Fe(I)295.69nm、Mn(I)482.35nm和Cr(I)470.8nm作為分析線對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼樣品進(jìn)行分析，得到的擬合直線的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.93、0.

4、98和0.89，分析結(jié)果的相對(duì)誤差分別為7％、13％和9％。最后，利用程序選出的Mn(I)482.352nm作為分析線，采用外標(biāo)法對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行定量分析，得到均方根誤差RMSE為0.118％。與其他研究者手動(dòng)選線(Mn(I)403.076nm)得到的結(jié)果相比，對(duì)相同樣品，RMSE降低了約4％，從而證明由該選線算法自動(dòng)選擇分析線有助于提高定量分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。
　　 分析線自動(dòng)選擇方法的提出，解決了LIBS定量分析時(shí)遇到的分析線選