减小飞灰等离子体谱线干扰的参数优化研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.04.002

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (4): 10-14.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2016.04.002

减小飞灰等离子体谱线干扰的参数优化研究

姚顺春^1,2 殷可经¹卞进田²陆继东¹ 范一松² 徐嘉隆¹ 白凯杰¹

1．华南理工大学广东省能源高效清洁利用重点实验室，广东广州 510640; 2．电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽合肥 230037

收稿日期:2015-08-23 修回日期:2015-11-02 出版日期:2016-04-25 发布日期:2016-04-12
通信作者: 姚顺春(1983-) ，男，博士，副教授，主要从事燃烧诊断、排放监测及优化控制技术研究． E-mail:epscyao@scut.edu.cn
作者简介:姚顺春(1983-) ，男，博士，副教授，主要从事燃烧诊断、排放监测及优化控制技术研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 51206055， 51476061) ; 脉冲功率激光技术国家重点实验室开放基金( SKL2013KF03) ;“广东特支计划”科技青年拔尖人才资助项目( 2014TQ01N334) ; 广州市珠江科技新星专项( 2014J2200054)

Investigation into Parameters Optimization for Reducing Interference of Plasma Lines of Fly Ash

YAO Shun-chun^1,2 YIN Ke-jing¹ BIAN Jin-tian² LU Ji-dong¹ FAN Yi-song² XU Jia-long¹ BAI Kai-jie¹

1.Guangdong Province Key Laboratory of Efficient and Clean Energy Utilization,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2.State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology,Electronic Engineering Institute,Hefei 230037,Anhui,China

Received:2015-08-23 Revised:2015-11-02 Online:2016-04-25 Published:2016-04-12
Contact: 姚顺春(1983-) ，男，博士，副教授，主要从事燃烧诊断、排放监测及优化控制技术研究． E-mail:epscyao@scut.edu.cn
About author:姚顺春(1983-) ，男，博士，副教授，主要从事燃烧诊断、排放监测及优化控制技术研究．
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China( 51206055， 51476061) ， the State Key Laboratory Development Program of China ( SKL2013KF03 ) ，Guangdong Province Train High-level Personnel Special Support Program ( 2014TQ01N334)

摘要/Abstract

摘要： 针对激光诱导击穿光谱技术测量飞灰含碳量时存在的C 和Fe 谱线干扰问题展开分析，并进行了基于参数优化的减小谱线干扰的实验研究．根据C 和Fe 元素谱线的激发特性和时间演化特性，对比分析了不同脉冲能量和等离子体信号探测延时下的谱线干扰情况，以获得减小谱线干扰的参数优化条件．在此基础上，进一步对比分析了分别采用峰值强度和积分强度建立飞灰含碳量的多元回归模型．研究结果显示，通过合理优化脉冲能量和延时，可有效减小248 nm 附近C 和Fe 元素谱线的干扰．在优化后的测量条件下，不仅Fe 247． 98 nm 谱线强度得以弱化，而且可获取具有较高信噪比的C 247． 86 nm 谱线．由峰值强度建立的飞灰含碳量多元回归模型的拟合度r2 达到了0． 999，截距为0． 005，具有良好的可靠性．

关键词: 激光诱导击穿光谱术, 等离子体, 谱线干扰, 激光能量, 延迟时间, 参数优化

Abstract: This paper deals with the interference of C and Fe plasma lines existing in the measurement of unburned carbon in fly ash by means of laser-induced breakdown spectroscopy ( LIBS) ,and explores the interference suppression based on the parameter optimization by experiments.In the investigation,first,according to the excitation and time evolution properties of C and Fe lines,the spectral line interference at various pulse energy and time delay are analyzed in a comparison way,and the optimized parameters are obtained.Then,two multiple regression models describing the unburned carbon are constructed respectively by using the peak intensity and the integrated intensity of elemental lines.Analytical results show that the interference between C and Fe lines at about 248nm can effectively be reduced by optimizing the pulse energy and the time delay; and that,in the optimized conditions,the intensity of Fe 247. 98nm line decreases,while C 247. 86nm line with high signal-to-noise ratio is obtained.Moreover,it is found that the multiple regression model constructed by peak intensity is reliable,with a regression coefficient r2 of 0. 999 and an intercept of 0. 005.

Key words: laser-induced breakdown spectroscopy, plasma, spectral line interference, laser energy, delay time, parameter optimization

中图分类号:

O657.38

殷可经姚顺春卞进田陆继东范一松徐嘉隆白凯杰. 减小飞灰等离子体谱线干扰的参数优化研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(4): 10-14.

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减小飞灰等离子体谱线干扰的参数优化研究

Investigation into Parameters Optimization for Reducing Interference of Plasma Lines of Fly Ash

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