不同颗粒度铁屑LIBS光谱的基体效应及定量分析研究

• 作者: 李颖 王林涛 田野 薛博洋 陈倩 黄甫臻 龚停停
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 物理学
• 关键词: 激光诱导击穿光谱 颗粒度 基体效应 多元散射校正 定量分析
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 页码范围: 1207-1213
• 页数: 7页
• 分类号: O433.4
• 字数: 3735字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2020)04-1207-07

摘要

激光诱导击穿光谱(LIBS)对固体进行检测时,受固体的表面物理形态和化学特性影响较大,因此,基体效应分析对LIBS在线检测研究有重要的意义.为了提高LIBS对表面凹凸不平样品成分在线检测的准确度,进行了L IBS对不同颗粒度铁屑样品的定量分析.实验所用的9种铁屑样品性状为松散的粉末、颗粒或长条状,为防止激光与样品相互作用时发生飞溅,将样品粘到双面胶上进行固定.采用的激发波长为1064 nm、脉冲能量为35 m J,探测器延时和积分门宽分别设置为1和10μs.为评估样品颗粒度不同导致的基体效应对LIBS光谱的影响,首先,利用主成分分析(PCA)对系列样品进行分类,结果显示,粉末状的四个样品被分出,即颗粒度不同导致的基体效应是样品光谱信号差异的主要原因.其次,以C3、C5两个样品研磨前后的基体元素特征谱线FeⅠ330.635 nm为研究对象,通过对比谱线的强度和相对标准偏差(RSD)发现,颗粒度越小,谱线强度越大,稳定性越好.为校正L IBS光谱基体效应的干扰,采用了样品研磨预处理和光谱数据预处理两种方法.将细长条状的C3和C5两个样品进行研磨,研磨后谱线的强度和稳定性有较大提升;分别研究了强度归一化、多元散射校正(MSC)以及两者结合对光谱进行处理的效果,三种光谱预处理均使谱线的稳定性得到显著提高.通过支持向量机(SVM)对Cu元素的定量结果进行了评估和对比,结果发现,采用研磨样品并结合强度归一化与M SC预处理得到的校正效果最优,最终使S1和S2两个待测样品的Cu元素预测相对误差(RE)分别降为1.745％ 和1.857％,预测均方根误差(RMSEP)降为0.020.该研究可为表面凹凸不平样品的LIBS检测提供一定的方法依据和参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李颖	中国海洋大学光学光电子实验室	53	399	10.0	17.0
2	田野	中国海洋大学光学光电子实验室	15	78	4.0	8.0
3	薛博洋	中国海洋大学光学光电子实验室	3	4	1.0	2.0
4	陈倩	中国海洋大学光学光电子实验室	3	3	1.0	1.0
5	龚停停	中国海洋大学光学光电子实验室	1	0	0.0	0.0
6	黄甫臻	中国海洋大学光学光电子实验室	1	0	0.0	0.0
7	王林涛	中国海洋大学光学光电子实验室	1	0	0.0	0.0