科创中国

        智能制造的发展目标对冶金生产过程的物料、产品及中间产物成分快速检测提出了更高的要求。常规的元素成分检测技术，如火花直读光谱、电感耦合等离子体发射光谱等，对制样要求高，操作繁琐，实时性较差；如传统的直流电火花放电原子发射光谱法只能检测常温样件，样件需预处理，用铣床铣样件表面平整去除氧化层，而且需在密封氩气环境中进行成分分析实验，检测时间长，需人工操作夹持样件，检测完成的样件表面残留约7~8mm的斑点。基于以上问题我们研究和开发LIBS检测系统智能装备适用于工业现场的元素成分快速分析技术，对于提高冶金自动化水平、降低冶炼能耗和优化冶炼工艺具有重要意义。该技术具有优势如下：1. 样件表面无需预处理，自动打激光清除氧化层。2. 检测时间较短，软件集成自动处理数据。3. 可检测高温样件，自动聚焦装置。4. 操作方面，提高检测效率。

       激光诱导击穿光谱技术（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS）作为一种新兴光谱检测技术近年来得到了快速发展。LIBS技术不限于受检样品的形态,具有快速在线分析、全元素检测、无需预处理等优点。智能制造是我国制造业转型升级的主攻方向、是顺应行业趋势的必然选择。智能制造生态链是制造业高质量发展的重要载体和抓手，更是企业技术引领、产品创新、核心竞争力的重要体现。

       性能指标：高温样件在两个位置采集，每个位置均采用九点法去除样件表面氧化层，九个点间隔0.5mm，最后在中心点打20次，完成一个高温样件分析时间小于60s。

       成果亮点：1. 具有自主知识产权，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。2. 技术先进性：国内领先,能实现对高温样件成分快速在线检测与分析。

       钢材中各金属元素的含量是决定钢材的机械性能的重要指标,为冶炼出优质的钢材,必须在冶炼过程中对各元素的含量进行实时监测严格把关。激光诱导击穿光谱技术（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS）可准确的测量出物质中各元素的含量,并且其检测样品损耗小无需提前制样处理,可以真正意义上实现实时在线多元素同时检测等优点,在冶金领域有重要的指导意义和广泛的应用前景。LIBS技术最早是由国外专家提出的,一经提出就得到各界的广泛关注,各个领域纷纷采用此方法进行物质的成分检测,例如:环境污染物质的检测、地质岩石的检测、冶金分析领域等。

       钢炉前LIBS检测系统项目，主要应用于转炉后高温固体样件的成分检测，该技术也可应用到其他高温材料如铝合金、铜合金等样件，也可推广到其他金属冶炼领域。

       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，长期从事设备诊断与智能制造、工业无线传感器网、激光诱导击穿光谱、高温材料性能检测与评价相关科研工作，入近年来先后在国内外期刊上以第一作者或通讯作者发表SCI/EI收录期刊论文20多篇，作为主编出版学术著作1本，计算机软件著作权1项。2013年获省部级科技进步奖一等奖1项，总排名第2。2013年入选北京市高等学校青年英才计划。

技术优势：

1. 可实现对高温样件高精度自动聚焦装置的开发；

2. 高精度LIBS时序控制装置的开发；

3. 光谱预处理、光谱分析模型的开发；

4. 快速、稳定的光谱数据存储与读取软件的开发；

5. 高效的元素光谱数据库设计与开发；

6. 通过FDA方法建立不同高温光谱强度与常温光谱强度之间的非线性转化模型，利用室温光谱和其对应的浓度建立最小二乘支持向量机回归模型。

性能指标：

高温样件在两个位置采集，每个位置均采用九点法去除样件表面氧化层，九个点间隔0.5mm，最后在中心点打20次，完成一个高温样件分析时间小于60s。

经济效益分析

1. 为企业的钢铁生产提供了质量保障，缩短了钢铁冶炼周期，减少炉次间差异，降低能耗，优化了工艺流程提供了基础数据。

2. 解决了钢铁冶炼过程中高温样成分无法在线检测的难题；省去对样品筛选和预处理环节，可在转炉现场应用，节省人工送样或风动送样时间，提高检测效率。

合作方式：整体转让、合作开发

目前处于何种研发阶段：中试

样机：有

已投入成本：200W。

推广应用情况：山西建龙钢厂工业现场设备搭建已完成，正处于调试阶段。

期望技术转移成交价格（大概金额）：面议。