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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。

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. 成果来源： 国家自然科学基金项目：基于时间分辨特性和非线性优化建模的钒钛资源 LIBS 定 量分析方法(项目号 51674032)。 3. 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。

1. 加入干扰谱线的回归建模结合选择性集成方法(SE-LIBS 方法)，可实现多元素 光谱干扰情况下的定量分析。

2. 分段加权的鲁棒最小二乘支持向量机的方法， 可以有效减小 LIBS 数据的波动性。

3. 迁移常温光谱数据的方法(Tr-LIBS 方法)，可有效解决高温环境下少标样定量分 析问题。

4. 改进自吸收校正和等离子体温度优化估计的方法(SAPT-CF 方法)，可有效提高 CF-LIBS 定量分析的准确度。

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。

阳建宏，教授，博导， 现任北京科技大学机械工程学院机电系副主任，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。 联系方式：阳建宏， 13683220990，yangjianhong@***.***。

该研究成果对提高生产效率、优化生产工艺、提高矿冶生产质量稳定性有重要意义， 相关研究思路也可推广到荧光光谱、拉曼光谱等分析技术中。此外， 在电力、化工、生 物、环保等领域也具有广阔的应用前景。

经济效益分析：

既方便快捷又有较高分析精准度的定量分析技术，是提高企业生产效率、优化生产 工艺的重要技术手段， 对实现钒钛资源的高效综合利用具有重要的科学意义和研究价值。

目前处于何种研发阶段： ☐研发 ☐小试 ☒中试 ☐小批量生产 ☐产业化； 样机： ☒ 有 ☐无 其他： □如选择“其他”，请说明：

已投入成本： 200W。

推广应用情况：已将算法应用于山西建龙钢厂 LIBS 检测系统集成。该算法将进一 步应用苏州宝联重工企业。

期望技术转移成交价格(大概金额)：面议。