成果介绍
钒钛资源由于元素种类繁多,多元素伴生,化学结构复杂。传统的化学法和光谱法过程繁琐、需取样送样、制备样品,实时性差,无法满足现代工业高效快速的检测要求结构复杂。而LIBS技术无需样品制备、方便快捷,可以广泛用于矿冶生产过程的各个环节,为钒钛资源成分的快速准确检测提供新的技术途径。
LIBS技术本身也存在一些尚待解决的问题,如多元素下等离子体时间分辨特性及谱线干扰问题,测量过程中光谱数据存在波动,少/无标样下模型预测准确度有待提高。针对上述问题进行研究得到如下四个方面成果:
1. 激光诱导等离子体多元素光谱时间分辨特性;
2. 鲁棒性回归建模;
3. 高温环境下有标样定量分析方法;
4. 无标样定量分析方法。
成果亮点
性能指标:
1. 三个钒渣测试样本中的五种氧化物CaO、MgO、SiO2. TiO2和V2O5进行定量分析,预测含量的平均相对误差,三个球团矿测试样本中的四种氧化物CaO、MgO、SiO2和TiO2进行定量分析预测含量的平均相对误差,引入最小二乘支持向量机算法,解决了光谱数据波动性问题。
2. 对8个铅铜合金样本进行元素含量的预测样本的复相关系数,预测样本的平均相对误差,通过引入关联领域中标样曲线的数据信息,解决目标领域中少标样条件下LIBS回归建模的问题。
3. 对3个高温测试样本中Cr元素预测含量的平均绝对误差降低问题,引入自吸收校正和等离子体温度估计,提高LIBS自由定标定量分析的准确度。
成果亮点:
1. 具有自主知识产权,研究成果已授权相关发明专利2项,已进入实质审查相关发明专利1项。已发表SCI论文6篇(其中:中科院 1 区4篇,2区1 篇,3区1篇),另外有1篇SCI 1区文章已完成投稿。
2. 技术先进性:国内领先,从提高光谱的质量和定量分析数学模型的准确度两方面,为LIBS领域深入研究奠定了基础。
团队介绍
阳建宏,教授,博导,金属冶炼重大事故防控技术支撑基地副主任,机械工程学院机械电子工程系副主任兼大安全科学研究院副院长,主持或参与多项国家级或省部级项目,长期从事激光诱导击穿光谱的相关科研工作,入选北京市高等学校青年英才计划,2018获全国冶金先进青年科技工作者。
成果资料
路演文件
产业化落地方案