水泥生料品质在线激光检测稳定性的技术研究

• 作者: 尹王保 弓瑶 张向杰 张雷 李郁芳 董磊 赵书霞 赵洋 马维光
• 来源期刊: 山西大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 激光诱导击穿光谱(LIBS) 在线检测 气粉混合物 脉冲激光平均功率稳定 光路优化 散射光光谱归一化
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 所属期刊栏目: 物理
• 页码范围: 251-257
• 分类号: O437|TN249|TU317
• 语种: 中文
• DOI: 10.13451/j.cnki.shanxi.univ(nat.sci.).2016.02.015

摘要

实时掌握水泥生料成分变化对于及时调整水泥原料配比和提高水泥产品质量具有重要意义.文章建立了一套喷射气粉混合物式的激光诱导击穿光谱(LIBS)水泥生料品质在线检测实验装置,并进行了以下优化:首先,发展了脉冲激光平均功率反馈稳定技术,稳功后激光器输出平均功率长期保持在设定值附近;接着加入了带中孔的凹面镜和扩束镜用以增大收光立体角和减小激光发散角,等离子体光谱中Ca(Ⅱ)318 nm谱线强度从7 000提升到9 000,相对标准偏差(RSD)由3.49％降至1.34％,Mg(Ⅱ)279.7 nm谱线强度从3 000提升到4 000,RSD由5.75％降至3.22％;最后,引入了一束照向喷射气粉混合物的405 nm连续激光,将其散射光作为光谱归一化的参考值,使归一化后的光谱RSD由35％降至23％,明显优于全谱归一化的RSD值28％.为了验证经过上述优化后LIBS装置的测量稳定性效果,利用400组样品用于定标,其余100组用于验证.实验结果显示,经过优化后测量平均相对误差(ARE)由1.01％降至0.43％,且没有出现大的随机偏差.