[發明專利]一種基于激光誘導擊穿光譜的粉煤分類方法

在審

• 申請號: 201810162992.6
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN110196247A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 楊燕婷;韓小丹;許濤;段憶翔
• 申請（專利權）人: 成都艾立本科技有限公司
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 謝一平;曾克

本發明公開一種基于激光誘導擊穿光譜的粉煤分類方法，包括：將粉煤樣品制成片狀樣品；獲取所述片狀樣品的激光誘導擊穿光譜圖，所述激光誘導擊穿光譜圖包括：所述片狀樣品的主量元素、灰分元素、微量元素的特征譜線；采用主成分分析算法對所述特征譜線的峰強度特征變量進行提取；根據所述峰強度特征變量，采用K最鄰近分類算法對所述粉煤樣品進行分類。本發明提供的技術方案能夠快速、準確地對粉煤進行分類，從而及時調整工業燃煤參數、提高燃煤效率。

技術領域

本發明涉及激光光譜分析技術領域，尤其涉及一種基于激光誘導擊穿光譜的粉煤分類方法。

背景技術

激光誘導擊穿光譜(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)本質上是一種原子發射光譜技術，最早發展于二十世紀六十年代。該技術通過高能脈沖激光作用于樣品表面，對樣品進行剝蝕、激發產生等離子體，等離子體在淬滅過程中產生韌致輻射同時發射出樣品的特征譜線，通過分析特征譜線的波長及強度，實現對樣品的定性及定量分析。與其他傳統的分析技術相比，LIBS技術具有許多明顯的優勢，如裝置設備既簡便又靈活、無需或只需簡單的樣品前處理、多元素同時檢測和能夠實現遠程分析等。實際上，LIBS技術已經廣泛應用于煤炭分析領域，且日漸成熟。

隨著社會經濟的快速發展，各用煤單位對煤炭的數量和質量要求也隨之增加和提高。為了合理地規劃煤炭產業布局，同時指導煤炭的勘探、開發、生產和綜合利用，對煤炭進行科學合理的分類顯得尤為重要。但是現有的煤炭分類方法操作相對復雜且耗費較多的時間，不利于及時調整工業燃煤參數、提高燃煤效率。

發明內容

本發明旨在提供一種基于激光誘導擊穿光譜的粉煤分類方法，能夠快速、準確地對粉煤進行分類，從而及時調整工業燃煤參數、提高燃煤效率。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于激光誘導擊穿光譜的粉煤分類方法，包括：將粉煤樣品制成片狀樣品；獲取所述片狀樣品的激光誘導擊穿光譜圖，所述激光誘導擊穿光譜圖包括：所述片狀樣品的主量元素、灰分元素、微量元素的特征譜線；采用主成分分析算法對所述特征譜線的峰強度特征變量進行提取；根據所述峰強度特征變量，采用K最鄰近分類算法對所述粉煤樣品進行分類。

優選地，所述將粉煤樣品制成片狀樣品的方法為：稱取1.0g粉煤樣品和0.5g硼酸；將所述1.0g粉煤樣品和0.5g硼酸置于球磨機中混合均勻，獲取混合樣品；將所述混合樣品在60MPa的壓力下壓制成所述片狀樣品。

優選地，所述獲取所述片狀樣品的激光誘導擊穿光譜圖的裝置包括：脈沖激光器，光路模塊，光纖，光譜儀，控制器；所述光路模塊通過所述光纖連接所述光譜儀；所述脈沖激光器、光譜儀均與所述控制器電性連接。

進一步地，所述獲取所述片狀樣品的激光誘導擊穿光譜圖的裝置還包括：三維位移樣品臺；所述脈沖激光器產生的脈沖激光通過所述光路模塊垂直作用于所述三維位移樣品臺。

優選地，所述脈沖激光器的輸出波長為1064nm，輸出單脈沖能量為90mJ，脈寬為10ns，頻率為10Hz；所述光譜儀的延時設置為2.5us。

優選地，所述片狀樣品的采樣部位為一個以上；每個所述采樣部位均累積30次脈沖激光獲取一個所述激光誘導擊穿光譜圖。

進一步地，在所述采用主成分分析算法對所述特征譜線的峰強度特征變量進行提取之前，還包括：對所述激光誘導擊穿光譜圖進行降維處理。