火花发射光谱分析钢中单一夹杂物的研究已有文献报导, 但用火花光谱分析钢中复合夹杂物一直是个难题。 钢中复合夹杂物是一种单一夹杂物包裹另外一种单一夹杂物组成的复合体, 或由两个及以上单一夹杂物紧密相邻结合体。 如何区分材料中同时存在但不相邻的两种单一夹杂物和二者复合夹杂物, 用火花发射光谱技术难于实现。 该工作采用火花光谱原位统计分布分析(OPA)进行高铁车轮截面的夹杂物分析, OPA通过对经连续扫描的火花放电激发所产生的元素光谱信号进行采集和分析, 可实现大尺度金属材料的成分及夹杂物统计分布表征, 在同一激发位置下, 当既有Al₂O₃夹杂物光谱信号, 也有MnS夹杂物光谱信号, 通过对Al₂O₃夹杂物和MnS夹杂物的火花光谱强度时序耦合处理, 获得此时序对应位置处的复合夹杂物信息。 根据超过阈值以上的火花光谱强度和夹杂物平均面积之间的良好线性关系, 在同一位置下, 分别获得Al₂O₃/MnS复合夹杂物中Al₂O₃夹杂物和MnS夹杂物的面积, 将Al₂O₃夹杂物面积和MnS夹杂物面积加和, 得到Al₂O₃/MnS复合夹杂物的面积。 同时结合扫描电镜(SEM)分析小区域内的复合夹杂物, 将每一个扫描电镜复合夹杂物面积对应一个OPA分析夹杂物的归一化面积, 建立SEM 和OPA两种分析方法获得的复合夹杂物面积的关系曲线, 二者具有良好线性关系, 线性相关系数大于0.99。 取高铁车轮截面中另外两部分进行验证实验, 得到的结果也与扫描电镜结果基本一致, 即在分析小面积区域内Al₂O₃/MnS复合夹杂物, OPA分析的归一化结果也能够满足表征需要。 除此之外, 由于 OPA可以进行部件全域分析, 可检测到更多的较大Al₂O₃/MnS复合夹杂物颗粒, 可有效避免扫描电镜(SEM)因分析区域有限造成大尺寸夹杂物漏检问题, 为大尺寸金属构件的夹杂物分析特别是Al₂O₃/MnS复合夹杂物的分析提供了一种有效手段。

针对水质多参数监测仪器的低功耗、 微型化、 集成化和智能化, 研制了一种基于顺序注射分析技术(SIA)和连续光谱检测方法融合的微型测定原位水质多参数检测仪, 系统设计的核心在于消解池结构设计且消解池作为检测池, 以及微控技术顺序注射平台的原理设计和多参数联合消解测定流程设计。 对融合SIA和连续光谱水质多参数原位分析的新方法进行实验研究。 设计了基于国标水质检测标准的多参数顺序注射分析检测流程, 基于分光光度检测方法, 在使用连续光谱扫描测量的条件下, 融合顺序注射分析技术对亚硝酸盐氮、 硝酸盐氮、 总氮、 总磷的含量进行检测。 测定消解前, 对硝酸盐氮、 亚硝酸盐氮进行直接光谱测量, 测定消解后对总氮进行光谱检测, 显色反应后, 对总磷进行光谱检测。 在本系统下, 以亚硝酸盐氮、 硝酸盐氮、 总磷和总氮原位水质参数为测定对象, 基于连续光谱分析, 最小二乘法建立回归模型并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线, 其拟合优度(即决定系数)≥0.989 9。 配制已知亚硝酸盐氮、 硝酸盐氮、 总氮、 总磷含量的混合溶液, 按照上述的多参数检测流程, 利用本系统绘制出的标准工作曲线测量4个参数, 实验结果表明, 实验参数重复性(相对标准偏差)RSD≤3.86%, 系统可稳定、 高效的分析不同水样中的亚硝酸盐氮、 硝酸盐氮、 总氮、 总磷含量。 基于SIA-连续光谱融合测定原位水质多参数检测方法研究, 对于提升在线水质监测仪器的技术性能具有重要作用, 微型多参数水质监测仪的研制具有良好的参数扩展前景, 适用于多种水质在线监测平台。