基于libs的钢液金属元素定量分析方法研究

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1、中图分类号：TP274+.2论文编号：HBLG2016-143UDC：密级：公开硕士学位论文基于LIBS的钢液金属元素定量分析方法研究作者姓名：邓贺学科名称：控制科学与工程研究方向：复杂工业系统的建模与控制学习单位：华北理工大学学制:2.5年提交日期:2015年11月30日申请学位类别：工学硕士导师姓名：杨友良教授单位：华北理工大学电气工程学院论文评阅人：侯国强教授单位：华北理工大学信息工程学院赵春祥研究员单位：唐山亿立科技开发有限公司论文答辩日期：2016年1月13日答辩委员会主席：阮堃正高工关键词：LIBS；钢液；定量分析唐山华北理工大

2、学2016年3月StudyontheMethodofQuantitativeAnalysisofMetalElementsinLiquidSteelBasedonLIBSDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineeringbyDengHe(ControlScienceandEngineering)Supervi

3、sor:ProfessorYangYouliangMarch,2016独创１１说巧巧下巧杆的研巧＾＾人巧追卢巧：巧化資的论义应巧个人化诗师巧＾邮枫ｉｉ和致典的讀及化询的研巧成巧？尽巧巧化？除丫义中特巧？化＊，化个包巧８１与的巧巧化地々外，论义中个包巧其化人己给化叛或位或Ｕｉｌ的Ｗ城醉訓ＬＡ训外錢ｉｉＥＷＷ＇？义中化Ｌ志对本研巧所化的巧何＆献均ｄ巧沦ｆＨ．与巧同ｆＶ的Ｈ明确的？明并矣示了供ｆｉ．占３。期：年巧。论文作肴》名：巧ｆｊＶｉ圓？，关于论文使用授权的说明ｈＩｔ本人克全了解毕

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5、copy，LIBS）是一种经典的利用等离子体特征光谱进行定量分析的技术。该技术拥有不需要样本制样、原位检测、多元素同时检测、实时远程非接触测量、元素检测范围广、检测时间短的优势。其在钢铁冶炼方面的应用前景十分广阔。现阶段，对于该技术在钢铁冶炼领域的研究，主要集中在分析算法方向。首先叙述LIBS技术的原理，描述等离子体的从生成到湮灭整个过程中等离子体特征谱线的特性，分析影响等离子体谱线的各个因素。在此基础上，搭建一套贴近工业生产的实验平台。平台把光谱采集设备深入到钢液中，避免了空气环境对实验的干扰。平台上安装有焦距调节装置，改善了激光焦点距离

6、对实验数据的影响。在平台上安装电磁屏蔽设备，减少复杂工业环境对实验设备的影响。对平台收集的特征谱线进行筛选后，去除实验数据的背景噪声，并且用平滑的办法进行滤波。用小波变换法进行自动寻峰，对测量元素进行定性分析。通过对基于LIBS的偏最小二乘（PLS）钢液分析方法原理的解析，列举了PLS的优点和不足之处。由分析可知，PLS分析方法比传统的分析方法更具有优势。对于PLS的不足，采用逐步回归和加权平均的办法进行了改进。通过对采集的Mn、Cr数据的分析，对比了偏最小二乘算法和基于逐步回归的加权平均偏最小二乘算法(WPLS)在测量上的精确度。两者的拟

7、合曲线的线性相关性系数分别为0.991、0.946和0.994、0.978，预测相对误差分别为6.231%、7.611%和5.510%、6.512%。结果表明，改进之后的WPLS算法测量精度更高。图25幅；表5个；参56篇。关键词：LIBS；钢液；定量分析分类号：TP274+.2-I-华北理工大学硕士学位论文AbstractLaserInducedBreakdownSpectroscopyischaracterizedbyplasmaspectroscopytechniqueforquantitativeanalysisofaclassic

8、.Thetechniquehastheadvantagesofsamplenon-samplepreparation,insitudetection,multi-elements