基于LIBS的烧结矿碱度分析技术开发
发布时间：2021-01-15 18:37
烧结矿是高炉炼铁主要原料,约占入炉料的90%,它的质量优劣直接影响高炉炉况和炼铁产量。碱度是烧结矿的重要质量指标,碱度的波动会引起高炉炉温和造渣制度的波动,严重时会导致焦比升高和高炉产量下降,因此生产过程中需要对烧结矿碱度进行检测并将信息及时反馈到配料环节来调整烧结矿原料碱度。传统的烧结矿碱度分析方法分析效率低,无法实时指导生产,延长了生产周期并增加了炼钢成本。激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS）是一种新型的原子发射光谱检测技术,具有分析速度快、多元素分析、原位检测等特点,符合烧结矿碱度的快速实时分析需求,但目前LIBS应用于烧结矿碱度分析的研究鲜有报道。本文根据烧结矿样品特性开发了一种基于LIBS的烧结矿碱度分析技术,实现了对烧结矿碱度的快速检测,主要研究内容如下:（1）搭建多功能LIBS实验平台为了开展烧结矿碱度分析研究,研究影响烧结矿LIBS信号的因素,本文根据LIBS原理和烧结矿样品的光谱特性,搭建了一套多功能LIBS实验平台。该平台主要包括激光器、延时器、光谱仪、CMOS相机、ICCD相机以及三维位移台等部件,...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光诱导击穿光谱原理
LIBS 作为一种新型的原子发射光谱检测技术，以其分析速度快、样品损失元素同时分析等优越性在烧结矿成分检测方面具有广阔的应用前景，但是 在烧结矿成分检测过程中，由于烧结矿样品的物理特性如烧结矿表面凹凸、成分分布不均，导致被激发的等离子体在位置和形状上发生偏差，对 LIB产生扰动，影响了 LIBS 信号的重现性，进而对 LIBS 对烧结矿碱度的分析度造成影响。烧结矿的等离子体形态的变化在一定程度上反应了样品物理特实验参数的波动，因此通过等离子体实时形态来辅助性地优化的实验平台能高 LIBS 信号的稳定性和信噪比。另外由于烧结矿样品成分分布不均匀，需准定位激光击打样品表面的位置，实现在指定区域采样的功能，这就需要对表面进行微区观测，方便实验人员控制三维样品台对采样点精准定位。LIBS 系统基本结构如图 2.1 所示，主要包括激光器、光谱仪、延时器、样品及具备收集和聚焦功能的光学系统，功能仅限于对 LIBS 光谱信号的采集对等离子体形态进行实时观测和微区观测，功能比较单一。
第 2 章 多功能 LIBS 实验平台搭建，见图 2.2。其中定位系统用单光束和灵敏度传感器（PSD）组成，有表面定位能力。同时采用光路复用方法，用宽带分光棱镜，将等离子路被用来探测光谱和获取等离子体图像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双脉冲激光诱导土壤中Pb和Ba光谱增强研究[J]. 邓承付,邱荣,王慧丽,郭德成,周强,史晋芳,叶成,林小明,吕罗庚,王昶沣. 强激光与粒子束. 2019(01)
[2]基于BP神经网络的烧结过程预报模型[J]. 刘俊杰,张东升,邵慧君,邓植丹,易正明. 冶金动力. 2019(01)
[3]激光诱导击穿光谱技术及其在食品分析中的应用研究进展[J]. 温荣欣,扈莹莹,于晶,孔保华,陈倩. 食品科学. 2019(15)
[4]基于激光诱导击穿光谱的茶叶品种快速分类[J]. 徐向君,王宪双,李昂泽,何雅格,柳宇飞,何锋,郭伟,刘瑞斌. 中国激光. 2019(03)
[5]激光诱导击穿光谱法测定青菜中Cd[J]. 罗子奕,黄林,刘木华,陈添兵,陈金印,饶刚福,许方豪,何秀文,周华茂,林金龙,姚明印. 分析试验室. 2018(12)
[6]水分含量对激光诱导岩屑等离子体特性的影响[J]. 贾军伟,佘明军,付洪波,王华东,倪志波,董凤忠. 光子学报. 2018(08)
[7]远程激光诱导击穿光谱定量分析铝合金中的微量元素[J]. 张大成,冯中琦,李小刚,徐丽君,赵冬梅,朱小龙,马新文. 光子学报. 2018(08)
[8]中国进口铁矿石供应现状及主要品种简析[J]. 王祺. 冶金与材料. 2018(04)
[9]在线成分测控系统在柳钢烧结生产的应用实践[J]. 甘牧原,李宗社,刘巍,谭奇兵. 烧结球团. 2018(03)
[10]提高烧结矿成分预测准确度的实践[J]. 唐凌剑. 山东冶金. 2017(06)
博士论文
[1]激光诱导击穿光谱仪器测控系统研制[D]. 丁宇.吉林大学 2015
硕士论文
[1]金属氧化物纳米薄膜的LIBS分析技术研究[D]. 孙玉祥.青岛大学 2015
[2]烧结矿化学成分预报模型与控制指导专家系统的研究与开发[D]. 冯婧.中南大学 2011
本文编号：2979316
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光诱导击穿光谱原理
LIBS 作为一种新型的原子发射光谱检测技术，以其分析速度快、样品损失元素同时分析等优越性在烧结矿成分检测方面具有广阔的应用前景，但是 在烧结矿成分检测过程中，由于烧结矿样品的物理特性如烧结矿表面凹凸、成分分布不均，导致被激发的等离子体在位置和形状上发生偏差，对 LIB产生扰动，影响了 LIBS 信号的重现性，进而对 LIBS 对烧结矿碱度的分析度造成影响。烧结矿的等离子体形态的变化在一定程度上反应了样品物理特实验参数的波动，因此通过等离子体实时形态来辅助性地优化的实验平台能高 LIBS 信号的稳定性和信噪比。另外由于烧结矿样品成分分布不均匀，需准定位激光击打样品表面的位置，实现在指定区域采样的功能，这就需要对表面进行微区观测，方便实验人员控制三维样品台对采样点精准定位。LIBS 系统基本结构如图 2.1 所示，主要包括激光器、光谱仪、延时器、样品及具备收集和聚焦功能的光学系统，功能仅限于对 LIBS 光谱信号的采集对等离子体形态进行实时观测和微区观测，功能比较单一。
第 2 章 多功能 LIBS 实验平台搭建，见图 2.2。其中定位系统用单光束和灵敏度传感器（PSD）组成，有表面定位能力。同时采用光路复用方法，用宽带分光棱镜，将等离子路被用来探测光谱和获取等离子体图像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双脉冲激光诱导土壤中Pb和Ba光谱增强研究[J]. 邓承付,邱荣,王慧丽,郭德成,周强,史晋芳,叶成,林小明,吕罗庚,王昶沣. 强激光与粒子束. 2019(01)
[2]基于BP神经网络的烧结过程预报模型[J]. 刘俊杰,张东升,邵慧君,邓植丹,易正明. 冶金动力. 2019(01)
[3]激光诱导击穿光谱技术及其在食品分析中的应用研究进展[J]. 温荣欣,扈莹莹,于晶,孔保华,陈倩. 食品科学. 2019(15)
[4]基于激光诱导击穿光谱的茶叶品种快速分类[J]. 徐向君,王宪双,李昂泽,何雅格,柳宇飞,何锋,郭伟,刘瑞斌. 中国激光. 2019(03)
[5]激光诱导击穿光谱法测定青菜中Cd[J]. 罗子奕,黄林,刘木华,陈添兵,陈金印,饶刚福,许方豪,何秀文,周华茂,林金龙,姚明印. 分析试验室. 2018(12)
[6]水分含量对激光诱导岩屑等离子体特性的影响[J]. 贾军伟,佘明军,付洪波,王华东,倪志波,董凤忠. 光子学报. 2018(08)
[7]远程激光诱导击穿光谱定量分析铝合金中的微量元素[J]. 张大成,冯中琦,李小刚,徐丽君,赵冬梅,朱小龙,马新文. 光子学报. 2018(08)
[8]中国进口铁矿石供应现状及主要品种简析[J]. 王祺. 冶金与材料. 2018(04)
[9]在线成分测控系统在柳钢烧结生产的应用实践[J]. 甘牧原,李宗社,刘巍,谭奇兵. 烧结球团. 2018(03)
[10]提高烧结矿成分预测准确度的实践[J]. 唐凌剑. 山东冶金. 2017(06)
博士论文
[1]激光诱导击穿光谱仪器测控系统研制[D]. 丁宇.吉林大学 2015
硕士论文
[1]金属氧化物纳米薄膜的LIBS分析技术研究[D]. 孙玉祥.青岛大学 2015
[2]烧结矿化学成分预报模型与控制指导专家系统的研究与开发[D]. 冯婧.中南大学 2011
本文编号：2979316
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