基于偏最小二乘算法的激光诱导击穿光谱识别技术研究
发布时间：2021-01-04 19:33
LIBS（Laser Induced-breakdown Spectroscopy）光谱探测技术也被称为激光诱导击穿技术,是一种基于激光诱导等离子体辐射对物质元素进行定性分类和定量检测的新型技术。其具有远距离非接触、对待测物质毁伤小、无需制备样品、可检测几乎所有物质元素等众多优良特点,使其在军事反恐、贵金属测量、地质环保及太空探测等领域得到了广泛的应用。但对LIBS光谱探测技术的研究多集中在物理光学理论、仪器设备精度的改善、延时技术的控制等方向。与其他成熟的光谱分析系统,如近红外光谱分析系统相比,LIBS光谱探测技术对物质元素识别的准确度仍然需要提高,而对光谱信号数据进行去噪处理,采用偏最小二乘（PLS）算法对其数据进行建模,能够提高识别的准确度。从而使LIBS光谱探测技术得到更加广泛的发展应用。本文主要介绍研究了以下几个方面:论文首先介绍了激光诱导击穿技术以及实验所需仪器,然后搭建了远距离LIBS光谱实验系统平台,在此基础上进行实验得到了大量光谱信号数据。通过均值中心化,多元散射校正、标准正态变量变换、小波变换对LIBS光谱信号进行去噪处理研究,确定了采用db小波基,sqtwolog...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光诱导击穿等离子体演化过程
数字延时发生器、计算机以及相应软件、样品光在样品表面实现等离子体的激发。聚焦天线激光能量的提高。数字延时发生器用于控制脉冲的延时。光谱信号接收装置能够将微弱的 LIBS LIBS 探测光谱仪。计算机及相应的软件可以分品载物台可以放置固定待测样品物质。发源技术本身的特点和需要用激光在被测样品表面验对激光器的激光功率的稳定性要求十分严格且过程中需先进行对光步骤，所以需要选用包含现对不同待测样品的检测，脉冲激光器还需要实最终要实现的目标所选择的激光器为纳秒脉冲激定运行，厂家采用水冷循环降温，其实物由脉冲光器水循环箱三部分组成，如图 2-3 所示；其具
16图 2-5 LIBS 光谱分析仪实物图个光栅可供选择，选择不同的光栅，对应的参数如表表 2-2：四种光栅对应下的参数光栅（Grating）（I/mm）150 300 600 （nm） 542 268 131 n）（nm） 0.44→0.31 0.44→0.31 0.21→0.15 0相机时，实验需要考虑其光谱响应范围、光谱分辨率
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光诱导击穿光谱的燃煤挥发分定量分析[J]. 樊炬,王帝,陆继东,张博. 广东电力. 2015(09)
[2]基于遗传算法和偏最小二乘法的土壤激光诱导击穿光谱定量分析研究[J]. 邹孝恒,郝中骐,易荣兴,郭连波,沈萌,李祥友,王泽敏,曾晓雁,陆永枫. 分析化学. 2015(02)
[3]激光诱导击穿光谱结合间隔偏最小二乘法检测土壤中的Pb[J]. 胡慧琴,黄林,涂建平,徐雪红,姚明印,陈添兵,刘木华,杨平,王彩虹. 应用激光. 2015(01)
[4]LIBS检测污染马铃薯中的Pb及偏最小二乘定量分析模型[J]. 杨平,姚明印,黄林,胡慧琴,陈娟,张煜煜,胡淑芬,王彩虹,刘木华. 光电子·激光. 2015(01)
[5]利用多数据处理方法提高LIBS谱信号质量[J]. 杨崇瑞,汪家升,盛新志,娄淑琴. 红外与激光工程. 2014(11)
[6]基于激光诱导击穿光谱的合金钢组分偏最小二乘法定量分析[J]. 丛智博,孙兰香,辛勇,李洋,齐立峰,杨志家. 光谱学与光谱分析. 2014(02)
[7]小波分析与光谱学信号处理[J]. 朱凤岗,康戈莉. 山东农业大学学报(自然科学版). 2004(01)
博士论文
[1]激光诱导击穿光谱法测量煤中碳含量的基体效应及其消除[D]. 李雄威.清华大学 2014
[2]激光诱导击穿光谱数据处理方法及在煤分析中的应用研究[D]. 谢承利.华中科技大学 2009
[3]高光谱数据库及数据挖掘研究[D]. 李兴.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2006
硕士论文
[1]基于激光诱导击穿光谱技术的岩屑识别方法研究[D]. 田野.中国海洋大学 2013
[2]水体污染物拉曼光谱检测的数据处理与建库技术[D]. 陈晨.华中师范大学 2006
[3]基于智能算法的近红外光谱分析与建模[D]. 张耀东.东北大学 2006
[4]基于正交信号校正算法的近红外光谱预处理[D]. 余浩.浙江大学 2004
本文编号：2957302
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光诱导击穿等离子体演化过程
数字延时发生器、计算机以及相应软件、样品光在样品表面实现等离子体的激发。聚焦天线激光能量的提高。数字延时发生器用于控制脉冲的延时。光谱信号接收装置能够将微弱的 LIBS LIBS 探测光谱仪。计算机及相应的软件可以分品载物台可以放置固定待测样品物质。发源技术本身的特点和需要用激光在被测样品表面验对激光器的激光功率的稳定性要求十分严格且过程中需先进行对光步骤，所以需要选用包含现对不同待测样品的检测，脉冲激光器还需要实最终要实现的目标所选择的激光器为纳秒脉冲激定运行，厂家采用水冷循环降温，其实物由脉冲光器水循环箱三部分组成，如图 2-3 所示；其具
16图 2-5 LIBS 光谱分析仪实物图个光栅可供选择，选择不同的光栅，对应的参数如表表 2-2：四种光栅对应下的参数光栅（Grating）（I/mm）150 300 600 （nm） 542 268 131 n）（nm） 0.44→0.31 0.44→0.31 0.21→0.15 0相机时，实验需要考虑其光谱响应范围、光谱分辨率
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光诱导击穿光谱的燃煤挥发分定量分析[J]. 樊炬,王帝,陆继东,张博. 广东电力. 2015(09)
[2]基于遗传算法和偏最小二乘法的土壤激光诱导击穿光谱定量分析研究[J]. 邹孝恒,郝中骐,易荣兴,郭连波,沈萌,李祥友,王泽敏,曾晓雁,陆永枫. 分析化学. 2015(02)
[3]激光诱导击穿光谱结合间隔偏最小二乘法检测土壤中的Pb[J]. 胡慧琴,黄林,涂建平,徐雪红,姚明印,陈添兵,刘木华,杨平,王彩虹. 应用激光. 2015(01)
[4]LIBS检测污染马铃薯中的Pb及偏最小二乘定量分析模型[J]. 杨平,姚明印,黄林,胡慧琴,陈娟,张煜煜,胡淑芬,王彩虹,刘木华. 光电子·激光. 2015(01)
[5]利用多数据处理方法提高LIBS谱信号质量[J]. 杨崇瑞,汪家升,盛新志,娄淑琴. 红外与激光工程. 2014(11)
[6]基于激光诱导击穿光谱的合金钢组分偏最小二乘法定量分析[J]. 丛智博,孙兰香,辛勇,李洋,齐立峰,杨志家. 光谱学与光谱分析. 2014(02)
[7]小波分析与光谱学信号处理[J]. 朱凤岗,康戈莉. 山东农业大学学报(自然科学版). 2004(01)
博士论文
[1]激光诱导击穿光谱法测量煤中碳含量的基体效应及其消除[D]. 李雄威.清华大学 2014
[2]激光诱导击穿光谱数据处理方法及在煤分析中的应用研究[D]. 谢承利.华中科技大学 2009
[3]高光谱数据库及数据挖掘研究[D]. 李兴.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2006
硕士论文
[1]基于激光诱导击穿光谱技术的岩屑识别方法研究[D]. 田野.中国海洋大学 2013
[2]水体污染物拉曼光谱检测的数据处理与建库技术[D]. 陈晨.华中师范大学 2006
[3]基于智能算法的近红外光谱分析与建模[D]. 张耀东.东北大学 2006
[4]基于正交信号校正算法的近红外光谱预处理[D]. 余浩.浙江大学 2004
本文编号：2957302
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