1 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
为了实现煤中碳、氢、硫3种非金属元素的快速同步定量检测, 采用激光诱导击穿光谱技术, 以波长1064nm的Nd∶YAG固体激光器作为激发源, 在空气环境下烧蚀9种煤国家标准样品, 选取188.885nm～308.008nm和655nm～660nm波长范围光谱, 结合偏最小二乘回归, 同步检测煤中C,H,S 3种非金属元素, 取得了偏最小二乘回归的校正模型和预测模型数据,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,C,H,S元素的预测质量分数与真实质量分数的决定系数为0.9421,0.9894,0.9840, 预测均方根误差分别为2.2772,0.2356,0.1678, 平均相对误差分别为2.6348%,7.1185%,8.8600%。该研究证明了激光诱导击穿光谱技术结合偏最小二乘回归定量可用于煤中非金属元素的多元素检测。
光谱学 多元素同步检测 激光诱导击穿光谱技术 偏最小二乘回归 煤中非金属 spectroscopy multi-element synchronous detection laser-induced breakdown spectroscopy partial least square regression nonmetallic elements in coal
1 四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610064
2 太原科技大学 电子信息工程学院, 山西 太原 030024
为了简化采用满周期等相移算法的在线相位测量轮廓术（PMP）在实际测量过程中系统装调环节的繁杂程度，同时避免栅线方向和运动方向不严格平行引入附加相移降低解相精度，提出了基于最小二乘法迭代的在线三维检测方法。在测量过程中，任意栅线方向的正弦光栅被投影于物体表面，采用像素匹配技术获得不同时刻拍摄到的变形条纹图的等效相移条纹图，其相移量由投影系统和物体位移共同决定且为任意值。最后，采用最小二乘法迭代计算相位。实验结果表明：在不断改变投影到参考面上光栅栅线方向的情况下，该系统的测量结果稳定，均方根误差均不高于0.169 9 mm。由于该方法放宽了测量系统空间位置的约束条件，提高了测量的灵活程度，使在线PMP更具普适性。
在线检测 相位测量轮廓术 满周期等相移算法 像素匹配 最小二乘法迭代 on-line inspection phase measuring profilometry synchronous detection pixel matching least-square iteration
将激光诱导击穿光谱（LIBS）技术应用于复合肥样品中N，P和K元素含量的同步测量。选用10个已知样品作为定标样品，使用偏最小二乘法(PLS)分别建立各个元素定量分析的回归模型；然后使用5个待测样品检验这些模型的定量分析结果，并将预测结果与电感耦合等离子体发射光谱法测得的参考含量作对比。结果表明，激光诱导击穿光谱技术能够同时检测出5个待测样品的N，P和K元素的含量，待测结果的平均相对误差（REP）小于8%质量分数，平均相对标准偏差小于7%质量分数，检测极限值分别为0.16%，0.21%和0.50%质量分数。实验验证了LIBS技术同步快速准确测量复合肥中三大营养元素的能力。
光谱学 激光诱导击穿光谱 氮 磷 钾 同步检测 偏最小二乘法 中国激光
2011, 38(10): 1008003
