激光诱导击穿光谱谱峰元素的自动识别

发布时间：2020-12-05 05:10

　　激光诱导击穿光谱技术（Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）是一种以高能量激光脉冲作用在样品上,使样品产生等离子体而获得原子发射光谱的新型光谱分析技术。该方法能够从物理学和光谱学上对样品的物质成分以及含量进行有效分析。由于LIBS光谱技术具备多元素同时检测与分析、无损（或微损）检测等优点,在各个领域都得到了广泛的应用。原始采集的激光诱导击穿光谱通常含有大量的元素特征谱峰,对于这些谱峰的准确识别是进行元素检测与分析的前提和基础。本文针对传统谱峰元素识别方法准确率偏低、可靠性不足的缺点,提出了一种元素谱峰自动识别的新方法。该方法在实现对光谱谱峰元素识别的同时,也对光谱进行了背景校正以及重叠谱峰的分解。其次依据相关定量实验对主要研究内容进行了有效验证。论文的主要工作如下:1.由于与激光能量、门宽、延时和实验环境等因素的影响,在LIBS中不可避免的会产生连续背景。考虑到连续背景和光谱中极小值点具有一定的关联,提出了一种基于样条插值的LIBS光谱连续背景的检测与校正方法。该方法对光谱中合适的极小值点进行插值计算能够合理的估计出光谱中的连续背景并校正。... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 LIBS光谱谱峰识别的国内外研究现状
        1.2.1 谱峰识别前的光谱预处理
        1.2.2 谱峰识别方法的发展趋势
    1.3 本文研究内容
第二章 激光诱导击穿光谱技术的原理和分析方法
    2.1 等离子光谱的产生机理
    2.2 谱线的展宽以及谱线的拟合
        2.2.1 谱线的展宽原理
        2.2.2 谱线的拟合以及谱峰信息的提取
    2.3 定性与定量分析物质组分的原理
        2.3.1 定性分析
        2.3.2 定量分析
    2.4 激光诱导击穿光谱的连续背景与重叠谱峰
    2.5 本章小结
第三章 基于插值的LIBS光谱连续背景的校正方法研究
    3.1 实验数据的获取
        3.1.1 基于Lorentz函数的模拟光谱数据
        3.1.2 Cu元素光谱数据的获取
    3.2 基于插值的背景校正方法的基本原理和实现过程
        3.2.1 插值法基本原理
        3.2.2 背景校正的实现过程
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 模拟光谱实验结果
        3.3.2 定量实验
    3.4 本章小结
第四章 基于误差补偿的LIBS光谱重叠谱峰的分解与校正
    4.1 实验数据的采集与处理
        4.1.1 茶叶样品光谱数据的采集
        4.1.2 Cu-Fe重叠峰光谱数据的获取
    4.2 误差补偿法原理以及重叠峰校正的实现过程
        4.2.1 传统重叠峰校正方法
        4.2.2 误差补偿法原理
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 茶叶光谱中重叠峰的校正
        4.3.2 Cu-Fe重叠峰的校正实验
    4.4 本章小结
第五章 基于相关特征参数的LIBS谱峰元素的自动识别
    5.1 光谱数据的获取
        5.1.1 模拟光谱数据
        5.1.2 茶叶光谱数据的获取
    5.2 谱峰识别算法的原理以及主要步骤
        5.2.1 算法原理
        5.2.2 谱峰识别主要实现流程
    5.3 结果分析与讨论
        5.3.1 模拟光谱谱峰元素识别结果
        5.3.2 茶叶光谱谱峰元素识别结果
    5.4 本章小结
主要结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：2898937