超低气压双脉冲激光诱导击穿光谱实验平台开发

基于前期的技术积累,结合科研开发了超低气压、共线双脉冲激光诱导击穿光谱实验平台。介绍了平台的设计思路、设备模块构成、实验过程优化等。通过对实验平台进行测试分析,结果表明,原子谱线信号随着真空度的增加明显减弱。在超低气压环境下,双脉冲之间的时间间隔存在一个最佳值,可以最大程度增强等离子体发射光谱强度,大大提高其灵敏度。

12Cr1MoV晶粒度等级与激光诱导击穿光谱特性的关联性研究

为了将激光诱导击穿光谱(LIBS)应用到受热面金属材料特性的研究,选择不同晶粒度等级(7级、6级、5级和4级)的12Cr1MoV合金钢为对象,研究不同实验条件下(不同激光能量和光斑直径),12Cr1MoV晶粒度等级与激光诱导击穿光谱特性的关联性。研究结果表明,当光斑直径为206μm时,在不同能量条件下,不管是基体元素Fe还是合金元素Cr的谱线强度,均与样品的晶粒度等级之间存在较好的关联性。分析Fe离子线与原子线比值时发现,当采用100.6mJ激光能量、206μm光斑直径时得到的拟合度达到0.987,优于直接根据谱线强度得到的拟合效果。

一种自动选择特征的激光诱导击穿光谱定量分析方法

本文针对激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)定量分析中的特征选择问题,提出一种基于Pearson相关系数的排序、主成分分析和L1正则项相结合的自动选择特征的定量分析方法,建立了土壤中Co元素的定量分析模型。该模型训练集和测试集的R^(2)(决定系数)分别为0.995和0.991,均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为4.634mg/kg和6.078mg/kg,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为6.100%和6.441%,特征个数由原始数据的42870个降至5个,耗时仅0.97s。结果表明:采用该方法可降低特征子集维度并提高模型的泛化性和精确度,为LIBS技术定量分析的特征选择提供一种高效的方法。

不同金相组织12Cr1MoV的等离子体特性

选用珠光体耐热合金钢12Cr1MoV作为研究对象,通过不同的热处理过程制备了金相组织为珠光体+铁素体、板条状回火马氏体+少量残余奥氏体、回火马氏体和回火索氏体的样品,对比分析了激光诱导击穿光谱(LIBS)的谱线强度、等离子体温度、电子密度以及Fe元素离子线和原子线谱线强度比与金相组织之间的关系。研究结果表明:回火马氏体的光谱强度最强,珠光体+铁素体和板条状回火马氏体+少量残余奥氏体的光谱强度接近,回火索氏体的光谱强度最弱;各样品的等离子体温度基本一致;回火马氏体的电子密度最大,其余样品电子密度基本一致;Fe元素离子线和原子线强度比与金相组织存在一定的关联性,说明LIBS技术具有分析锅炉受热面金相组织变化的潜在能力。