激光诱导击穿光谱(LIBS)对固体进行检测时, 受固体的表面物理形态和化学特性影响较大, 因此, 基体效应分析对LIBS在线检测研究有重要的意义。 为了提高LIBS对表面凹凸不平样品成分在线检测的准确度, 进行了LIBS对不同颗粒度铁屑样品的定量分析。 实验所用的9种铁屑样品性状为松散的粉末、 颗粒或长条状, 为防止激光与样品相互作用时发生飞溅, 将样品粘到双面胶上进行固定。 采用的激发波长为1 064 nm、 脉冲能量为35 mJ, 探测器延时和积分门宽分别设置为1和10 μs。 为评估样品颗粒度不同导致的基体效应对LIBS光谱的影响, 首先, 利用主成分分析(PCA)对系列样品进行分类, 结果显示, 粉末状的四个样品被分出, 即颗粒度不同导致的基体效应是样品光谱信号差异的主要原因。 其次, 以C3、 C5两个样品研磨前后的基体元素特征谱线FeⅠ330.635 nm为研究对象, 通过对比谱线的强度和相对标准偏差(RSD)发现, 颗粒度越小, 谱线强度越大, 稳定性越好。 为校正LIBS光谱基体效应的干扰, 采用了样品研磨预处理和光谱数据预处理两种方法。 将细长条状的C3和C5两个样品进行研磨, 研磨后谱线的强度和稳定性有较大提升; 分别研究了强度归一化、 多元散射校正(MSC)以及两者结合对光谱进行处理的效果, 三种光谱预处理均使谱线的稳定性得到显著提高。 通过支持向量机(SVM)对Cu元素的定量结果进行了评估和对比, 结果发现, 采用研磨样品并结合强度归一化与MSC预处理得到的校正效果最优, 最终使S1和S2两个待测样品的Cu元素预测相对误差(RE)分别降为1.745%和1.857%, 预测均方根误差(RMSEP)降为0.020。 该研究可为表面凹凸不平样品的LIBS检测提供一定的方法依据和参考。