《提高雷射誘導等離子光譜技術的煤質成分測量精度研究》是依託清華大學，由王哲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：提高雷射誘導等離子光譜技術的煤質成分測量精度研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王哲
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國亟需發展煤質線上測量技術以提高燃煤效率和安全性。雷射誘導擊穿光譜技術（LIBS）以快速測量、安全、低運行成本等特點成為最有可能實現煤質線上測量的商業套用技術之一。本研究旨在解決實現基於LIBS煤質線上測量的關鍵問題：即LIBS煤炭成分的精確測量。內容緊緊圍繞解決目前LIBS定量測量的兩大瓶頸問題（測量可重複度和精度較低）來展開，主要包括：1、研究利用電漿與空間限制體之間的相互作用機理、雷射分光對電漿信號增強機理從硬體設定角度調製電漿，從而提高測量可重複度；2、研究利用雷射誘導電漿本身的特徵參數（電子密度、電漿溫度、總粒子數密度）的光譜標準化在煤炭成分測量中的套用；3、研究結合傳統定標模型和統計學建模方法的主導因素偏最小二乘(PLS)方法和光譜標準化方法在煤質測量中的聯合套用。4、基於LIBS的煤炭成分測量特殊性研究。
結題摘要
測量可重複性差和精度低是雷射誘導擊穿光譜技術（LIBS）煤質快速檢測領域工業套用的瓶頸問題。本項目從降低LIBS 測量不確定度的理論與方法、提高LIBS測量精度的技術與方法以及LIBS 煤炭成分測量特殊性三個方面對這兩大問題展開了研究，超額完成了項目計畫內容，研究成果具體包括： 1、驗證了利用空間限制對電漿進行調製進而降低LIBS測量不確定度的可行性； 2、完成了光譜標準化方法的煤質套用，降低了LIBS煤質測量的不確定度； 3、形成了一套基於主導因素偏最小二乘(PLS)方法和光譜標準化方法在煤質測量中的聯合套用定標方法，提高了LIBS煤質分析測量精度。 4、採用添加粘結劑的主動式內標法，解決了無煙煤的定量分析問題；通過惰性氣體環境，解決了揮發分燃燒對煤質測量精度的影響問題。 5、利用快速放電和空間限制聯合控制的方法提高了電漿穩定性，利用小波分析方法實現了LIBS信號降噪,並提高了定量分析的準確性；利用LIBS實現了發熱量、灰分和揮發分等煤質特性的定量分析。 研究結果表明，電漿空間形狀的波動是測量不確定性度的主要來源，而測量不確定度是測量誤差的主要來源。降低測量的不確定度對提高測量精度至關重要。
