專利名稱：一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)在線檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤質(zhì)檢測方法。具體來說，方法的基本原理是激光誘導(dǎo)等離子光 譜技術(shù)(LIBS)，并使用了光譜標(biāo)準(zhǔn)化法對煤質(zhì)進(jìn)行在線快速的定量分析。
背景技術(shù)：
在用煤單位，為了對生產(chǎn)過程進(jìn)行適時的調(diào)控，須及時掌控皮帶輸送機(jī)上的煤炭 具體成分，這樣可以及時根據(jù)煤炭成分的變化來調(diào)節(jié)相關(guān)的生產(chǎn)參數(shù)。比如在燃煤電廠，煤 炭成本占了總成本的80%，所以了解和研究煤質(zhì)等因素對用煤單位的影響是至關(guān)重要的。 這就要求能實(shí)時在線地對輸送帶上的煤炭進(jìn)行成分分析。但目前普遍采用的離線分析存在 分析速度慢、工序繁瑣等缺點(diǎn)，從采樣、制樣到檢驗(yàn)結(jié)果的報(bào)出一般需要幾個小時，檢測結(jié) 果嚴(yán)重滯后，不能及時反饋煤炭的信息，不能為操作人員提供實(shí)時在線的參考數(shù)據(jù)，難以適 應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需求。離線的煤質(zhì)分析方法已經(jīng)很難滿足用煤單位的要求，采用先進(jìn)、快速的 分析手段是十分必要的，特別是研發(fā)出有效的煤質(zhì)在線檢測裝置和方法，這樣有利于提高 我國煤炭資源合理利用能力和提高煤炭利用的經(jīng)濟(jì)性。比如以2臺300MW燃煤發(fā)電機(jī)組進(jìn) 行分析，若在線檢測裝置用于入爐煤成分檢測，根據(jù)煤質(zhì)變化實(shí)時調(diào)整鍋爐燃燒，降低煤耗 lg/kWh，則每年約可節(jié)約150萬元。目前煤質(zhì)在線檢測中使用的技術(shù)為X射線熒光技術(shù)，中子感生瞬發(fā)、射線分析技 術(shù)和雙能、射線透射技術(shù)。但X射線熒光技術(shù)只適合于測量原子序數(shù)大于11的元素，測 量精度和靈敏度不高。中子感生瞬發(fā)Y射線分析技術(shù)存在投資大、輻射危害和放射源半衰 期短的缺點(diǎn)。而雙能Y射線投射技術(shù)最大的缺點(diǎn)是無法全元素分析、成本較高和有安全隱 患。由于這些技術(shù)本身的缺點(diǎn)，所以并沒有得到更廣泛的應(yīng)用。各用煤單位急需一種精度 較高，并能實(shí)現(xiàn)全元素分析的煤質(zhì)在線快速檢測方法。近年來，激光誘導(dǎo)等離子光譜技術(shù)(簡稱LIBS)由于具有高靈敏度、無需樣品預(yù)處 理和實(shí)現(xiàn)多元素測量等優(yōu)點(diǎn)，成為一種新的激光分析技術(shù)?？墒怯捎谠摷夹g(shù)母體效應(yīng)比較 明顯，直接測量物質(zhì)成分時精度不高，也限制了該技術(shù)在煤質(zhì)在線檢測中的應(yīng)用。準(zhǔn)確的定 量化測量是LIBS系統(tǒng)在煤質(zhì)在線檢測中發(fā)揮作用的前提和基礎(chǔ)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前的煤質(zhì)在線分析技術(shù)存在投資大、精度不夠高或不能實(shí) 現(xiàn)全元素分析的缺點(diǎn)，提供一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)檢測方法，可在激光誘導(dǎo)等離子光 譜系統(tǒng)上運(yùn)用，以解決煤質(zhì)在線快速分析的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是—種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)在線檢測方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)利用安裝在輸煤皮帶上的激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)建立定標(biāo)曲線以脈沖激 光器1為激發(fā)光源，將各元素質(zhì)量濃度已知的定標(biāo)煤樣品置于保護(hù)氣體的氛圍中，從激光 器出射出的激光經(jīng)過聚焦透鏡2聚焦后作用在定標(biāo)煤樣品表面，在聚焦點(diǎn)產(chǎn)生等離子體，通過采集透鏡實(shí)時收集等離子體輻射光信號，該信號通過光纖并經(jīng)光譜儀處理后轉(zhuǎn)化成電 信號輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，得到所述定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線和離子特征譜 線.
一入 ，2)求取等離子體的溫度和等離子體電子密度；3)對于定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線，利用元素的離子原子密度比和玻爾茲 曼定律，對原子特征譜線的原始強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度為。
{II)" = Fin1 +n")l n'llp1 (T) / (Aljgl oxpi-E, / (kT))其中，n11/!!1= (2JimekT/h2)3/2 2Un ⑴/U1 (T) exp (-(Eim-A E) / (kT))/ne上式中，為原子從上能級i躍遷到下能級j所釋放的并由探測器接收到的原子 特征譜線的原始強(qiáng)度，F(xiàn)表示儀器參數(shù)，對于確定的實(shí)驗(yàn)條件，F(xiàn)恒定，A^gpUVT)和Un(T) 分別代表躍遷幾率、上能級的統(tǒng)計(jì)權(quán)重、原子的配分函數(shù)和離子的配分函數(shù)；Ei、T、kB*h分 別代表元素激發(fā)態(tài)能量、等離子體的溫度、玻爾茲曼常數(shù)和普朗克常數(shù)；n1、n11和分別代 表原子密度、離子密度和電子密度，Eim是基態(tài)原子的電離能，AE為電離能降低因子；4)對于一組各元素濃度不同的定標(biāo)煤樣，重復(fù)步驟1)、2)和3)，得到各元素的原 子特征譜線強(qiáng)度，利用(C，(4)')建立定標(biāo)曲線，C表示元素的質(zhì)量濃度；5)利用激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)測出待測元素的原子特性譜線強(qiáng)度<，按照步驟 2)、3)對光譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度(<)'，在定標(biāo)曲線上查出 對應(yīng)點(diǎn)(c，對應(yīng)點(diǎn)的橫坐標(biāo)C，C即為待測元素的質(zhì)量濃度；上述技術(shù)方案的步驟1)中所述的保護(hù)氣體包括空氣、N2、C02或惰性氣體。步驟2) 中所述的求取等離子體溫度的方法采用玻爾茲曼法、薩哈玻爾茲曼法或多元素薩哈玻爾茲 曼法；步驟2)中所述的求取等離子體電子密度的方法采用譜線斯塔克展寬法。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果由于光譜標(biāo)準(zhǔn)化方法可以較大地提高LIBS 定量化分析的精度，本發(fā)明通過利用等離子體物理參數(shù)，對光譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，來消除 LIBS的實(shí)驗(yàn)參數(shù)波動，既可以實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的全元素分析，又可以提高測量精度。本發(fā)明具有分 析簡便，實(shí)現(xiàn)多元素測量，測量時間較少，而且安全可靠的特點(diǎn)。該方法可以實(shí)時在線檢測 分析煤炭中的元素成分含量，為生產(chǎn)過程提供煤質(zhì)成分的實(shí)時數(shù)據(jù)，用煤單位可以根據(jù)煤 質(zhì)成分及時指導(dǎo)生產(chǎn)過程。本發(fā)明還可用于類似的需要在線化學(xué)成分實(shí)時檢測的場合。
圖1是本發(fā)明中激光誘導(dǎo)等離子光譜測量裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明中擬合的定標(biāo)曲線的例圖。圖3是本發(fā)明測量方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明提供的一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)在線檢測方法，其特征在于該方法包括 如下步驟
4
1)利用安裝在輸煤皮帶上的激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)建立定標(biāo)曲線以脈沖激 光器1為激發(fā)光源，將各元素質(zhì)量濃度已知的定標(biāo)煤樣品3置于保護(hù)氣體的氛圍中，從激光 器出射出的激光經(jīng)過聚焦透鏡2聚焦后作用在定標(biāo)煤樣品3表面，在聚焦點(diǎn)產(chǎn)生等離子體， 通過采集透鏡4實(shí)時收集等離子體輻射光信號，該信號通過光纖5并經(jīng)光譜儀6處理后轉(zhuǎn) 化成電信號輸入到計(jì)算機(jī)7進(jìn)進(jìn)處理，得到所述定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線和離子 特征譜線；2)求取等離子體的溫度和等離子體電子密度；3)對于定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線，利用元素的離子原子密度比和玻爾茲 曼定律，對原子特征譜線的原始強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度為(<)’’。標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度(<)'’推導(dǎo)過程如下(1) I^=FnlAy，不考慮波爾茲曼定律和離子密度原子密度比的變化，即認(rèn)為對不
同次測量，原子密度與處在能級的原子密度的比恒定，并且離子密度原子密度比恒定；由于 元素的質(zhì)量濃度C與元素的原子密度和離子密度的和成正比，所以元素的原始原子特征譜 線強(qiáng)度與元素的質(zhì)量濃度成正比，即利用(C，II)建立定標(biāo)曲線。(2) l\} = Fn;A0 = Fn'gl expi-E, / (kT)) / U1 (T)AV，變形得= I^U'(T) / (Aljgi expi-E, / (kT)) = Fn1考慮波爾茲曼定律，但是不考慮離子原子密度比的變化，即認(rèn)為對于不同次測量， 離子原子密度比恒定，而處在i能級的原子密度與原子密度的比變化；即利用(C，(#)’)建
立定標(biāo)曲線。(3)
= Fn\4 二 Fn'g, exp(-盡 / (kT)) / U1 (T)Ay = Fnsn' / (n' + n" )gt exp(-E, / (kT)) / U1 {T)A變形得(/;)”= F{n' +n")lrillp1 (T)/(Aljgl exp(-^ /(kT))其中，n11/!!1= (2ji mekT/h2)3/2 2Un (T) /U1 (T) exp (- (Eion_ A E) / (kT)) /ne考慮波爾茲曼定律，并且考慮離子原子密度比的變化，即認(rèn)為對于不同次測量，離 子原子密度比變化，且處在i能級的原子密度與原子密度的比變化；即利用(C，(/〖)")建 立定標(biāo)線。上式中，上式中，<為原子從上能級i躍遷到下能級j所釋放的并由探測器接收 到的原子特征譜線的原始強(qiáng)度，F(xiàn)表示儀器參數(shù)，對于確定的實(shí)驗(yàn)條件，F(xiàn)恒定，A^gpUVT) 和Un(T)分別代表躍遷幾率、上能級的統(tǒng)計(jì)權(quán)重、原子的配分函數(shù)和離子的配分函數(shù)；E” T、kB和h分別代表元素激發(fā)態(tài)能量、等離子體的溫度、玻爾茲曼常數(shù)和普朗克常數(shù)；n1、n11 和分別代表原子密度、離子密度和電子密度，Eim是基態(tài)原子的電離能，AE為電離能降 低因子；4)對于一組各元素濃度不同的定標(biāo)煤樣，重復(fù)步驟1)、2)和3)，得到各元素的原 子特征譜線強(qiáng)度，利用(C，(/；)")建立定標(biāo)曲線，C表示元素的質(zhì)量濃度；5)利用激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)測出待測元素的原子特性譜線強(qiáng)度<，按照步驟 2)、3)對光譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到(<)"，在定標(biāo)曲線上查出對應(yīng)點(diǎn)(C，《)")對應(yīng)點(diǎn)的橫 坐標(biāo)C，C即為待測元素的濃度；
實(shí)施例1)取各元素質(zhì)量濃度已知的六種無煙煤煤樣，作為一組定標(biāo)煤樣，該組煤樣中元 素氮N的質(zhì)量濃度分別為0.24%，0.29%，0.51%，0.85%，1. 10%,1. 14% 0將定標(biāo)煤樣裝 入測量裝置；2)利用安裝在輸煤皮帶上的激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)建立定標(biāo)曲線以脈沖激 光器1為激發(fā)光源，將各元素質(zhì)量濃度已知的定標(biāo)煤樣品3置于空氣的保護(hù)氛圍中(也可 以置于N2、C02或惰性氣體的氣氛中)，從激光器出射出的激光經(jīng)過聚焦透鏡2聚焦后作用在 定標(biāo)煤樣品表面，在聚焦點(diǎn)產(chǎn)生等離子體，通過采集透鏡4實(shí)時收集等離子體輻射光信號， 該信號通過光纖5并經(jīng)光譜儀6處理后轉(zhuǎn)化成電信號輸入到計(jì)算機(jī)7進(jìn)行處理，得到所述 定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線和離子特征譜線；3)求取等離子體的溫度和等離子體電子密度，利用玻爾茲曼法求得等離子體溫度 為9041K(亦可利用其它方法如薩哈玻爾茲曼法或多元素薩哈玻爾茲曼法)，利用譜線斯塔 克展寬法求得等離子體為1. l*10~23/nT3 ；4)對于定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線，利用元素的離子原子密度比和玻爾茲 曼定律，對原子特征譜線的原始強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度為。(Iiy = F(n' +n")/n'lp1 (T)/(Aljg, exp(-^ /(kT))其中，n11/!!1= (2ji mekT/h2)3/2 2Un (T) /U1 (T) exp (- (Eion_ A E) / (kT)) /ne上式中，<為原子從上能級i躍遷到下能級j所釋放的并由探測器接收到的原子 特征譜線的原始強(qiáng)度，F(xiàn)表示儀器參數(shù)，對于確定的實(shí)驗(yàn)條件，F(xiàn)恒定，A^gpUVT)和Un(T) 分別代表躍遷幾率、上能級的統(tǒng)計(jì)權(quán)重、原子的配分函數(shù)和離子的配分函數(shù)；Ei、T、kB*h分 別代表元素激發(fā)態(tài)能量、等離子體的溫度、玻爾茲曼常數(shù)和普朗克常數(shù)；n1、n11和分別代 表原子密度、離子密度和電子密度，Eim是基態(tài)原子的電離能，AE為電離能降低因子；5)對于一組N元素濃度不同的定標(biāo)煤樣，重復(fù)步驟1)2) 3)，得到各元素的原子特 征譜線強(qiáng)度，利用(C，建立定標(biāo)曲線，C表示元素的質(zhì)量濃度；6)利用激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)測出待測元素N相應(yīng)的特性譜線強(qiáng)度<，求出等 離子體的溫度和電子密度，經(jīng)過光譜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為3. 79。在定標(biāo)曲線上查出 對應(yīng)點(diǎn)(C，(/；)") = (0.72, 3. 79)，所以對應(yīng)點(diǎn)的橫坐標(biāo)C即為成分未知的煤炭中待測元 素N的濃度C = 0. 72%7)測量結(jié)果通過計(jì)算機(jī)顯示。為了驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，當(dāng)使用元素N質(zhì)量濃度為0. 78%的無煙煤作為待測樣 品，經(jīng)過檢測后得到其元素N的質(zhì)量濃度是0. 76%，測量相對誤差為2. 56%，可見這種方法 精度較高，可以符合生產(chǎn)需要。與上述方法相對應(yīng)的在線檢測設(shè)備包括脈沖激光器1、聚焦透鏡2、采集透鏡3、光 纖4、CCD光譜儀5、計(jì)算機(jī)6，其特征是脈沖激光器1安裝在聚焦透鏡2的上部，聚焦透鏡2 位于皮帶上的煤炭樣品3的上方，采集透鏡4位于煤炭樣品的側(cè)面。皮帶上的煤炭樣品3 從聚焦透鏡2下部通過。采集透鏡4通過光纖5與光譜儀6的輸入段相連，光譜儀6的輸 出端與計(jì)算機(jī)7相連。本發(fā)明的工作原理為
激光誘導(dǎo)等離子光譜技術(shù)是指當(dāng)強(qiáng)脈沖激光經(jīng)過聚焦照射到樣品上時，樣品會在 瞬間被氣化成高溫、高密度的等離子體，處于激發(fā)態(tài)的等離子體會對外釋放出不同的射線。 等離子體發(fā)射光譜譜線對應(yīng)的波長和強(qiáng)度分別反映所測對象中的組成元素和其濃度大小。 該技術(shù)具有高檢測靈敏度，而且成本較低，可以同時對多種元素進(jìn)行分析等優(yōu)點(diǎn)，有巨大的 煤質(zhì)在線分析檢測的應(yīng)用潛力。利用該技術(shù)可以對煤樣實(shí)現(xiàn)在線的全元素快速分析。在LIBS測量中，由于實(shí)驗(yàn)參數(shù)(如激光能量、燒蝕質(zhì)量等)的波動，LIBS的缺點(diǎn) 之一是重復(fù)性精低。本發(fā)明把等離子體的物理參數(shù)波動考慮到定標(biāo)模型中去，從而更準(zhǔn)確 地描述了原子特征譜線與元素質(zhì)量濃度之間的關(guān)系，因此可以補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)參數(shù)的波動，提高 定標(biāo)模型的精度。在理論配比燒蝕(Stoichiometric ablation)(即等離子體中元素濃度可以完全 代表樣品中元素濃度)和局部熱平衡(LTE)的假設(shè)條件下，基于等離子體電子溫度和電子 密度的計(jì)算結(jié)果，從理論上得出一種修正等離子體物理參數(shù)變動的新定標(biāo)模型。傳統(tǒng)的單變量定標(biāo)模型使用的是元素的原子譜線或離子譜線，使用回歸擬合的方 式得出元素質(zhì)量濃度與譜線強(qiáng)度的關(guān)系。這種定標(biāo)過程是建立在同一元素的離子原子密度 比值不變的假設(shè)下的。單條的原子譜線或離子譜線強(qiáng)度從根本上說只能代表元素的原子濃 度或離子濃度，而不能直接代表元素總粒子(原子+離子)的總濃度。傳統(tǒng)的單變量定標(biāo) 模型認(rèn)為離子或原子的濃度與元素總粒子濃度是成正相關(guān)關(guān)系，且這個關(guān)系在分析過程中 保持不變。在實(shí)際中，由于基體效應(yīng)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)的變動，離子原子的比值是隨著等離子體物 理參數(shù)的變化而變化的。所以傳統(tǒng)單變量定標(biāo)模型的假設(shè)只能在等離子體物理參數(shù)變化可 以忽略時才能成立，這是單變量模型誤差的重要來源之一。本發(fā)明從理論上推導(dǎo)出一種考 慮等離子體物理參數(shù)變化的光譜標(biāo)準(zhǔn)化的定標(biāo)模型，在定標(biāo)計(jì)算時把等離子體溫度和電子 密度，以及同一元素的離子原子密度比和玻爾茲曼分布考慮進(jìn)來，從而達(dá)到補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)參數(shù) 的波動，提高測量精度的目的。
權(quán)利要求
一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)在線檢測方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)利用安裝在輸煤皮帶上的激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)建立定標(biāo)曲線以脈沖激光器(1)為激發(fā)光源，將各元素質(zhì)量濃度已知的定標(biāo)煤樣品(3)置于保護(hù)氣體的氛圍中，從激光器出射出的激光經(jīng)過聚焦透鏡(2)聚焦后作用在定標(biāo)煤樣品(3)表面，在聚焦點(diǎn)產(chǎn)生等離子體，通過采集透鏡(4)實(shí)時收集等離子體輻射光信號，該信號通過光纖(5)并經(jīng)光譜儀(6)處理后轉(zhuǎn)化成電信號輸入到計(jì)算機(jī)(7)進(jìn)行處理，得到所述定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線和離子特征譜線；2)求取等離子體的溫度和等離子體電子密度；3)對于定標(biāo)煤樣中各元素的原子特征譜線，利用元素的離子原子密度比和玻爾茲曼定律，對原子特征譜線的原始強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度為 <mrow><msup> <mrow><mo>(</mo><msubsup> <mi>I</mi> <mi>ij</mi> <mi>I</mi></msubsup><mo>)</mo> </mrow> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup><mo>=</mo><mi>F</mi><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>n</mi><mi>I</mi> </msup> <mo>+</mo> <msup><mi>n</mi><mi>II</mi> </msup> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><msup> <mi>n</mi> <mi>I</mi></msup><msubsup> <mi>I</mi> <mi>ij</mi> <mi>I</mi></msubsup><msup> <mi>U</mi> <mi>I</mi></msup><mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>A</mi><mi>ij</mi> </msub> <msub><mi>g</mi><mi>j</mi> </msub> <mi>exp</mi> <mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub> <mi>E</mi> <mi>i</mi></msub><mo>/</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>kT</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>)</mo> </mrow></mrow> </mrow>其中，nII/nI＝(2πmekT/h2)3/2·2UII(T)/UI(T)exp( (Eion ΔE)/(kT))/ne上式中，為標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度，為原子從上能級i躍遷到下能級j所釋放的并由探測器接收到的原子特征譜線的原始強(qiáng)度，F(xiàn)表示儀器參數(shù)，對于確定的實(shí)驗(yàn)條件，F(xiàn)恒定；Aij、gi、UI(T)和UII(T)分別代表躍遷幾率、上能級的統(tǒng)計(jì)權(quán)重、原子的配分函數(shù)和離子的配分函數(shù)；Ei、T、kB和h分別代表元素激發(fā)態(tài)能量、等離子體的溫度、玻爾茲曼常數(shù)和普朗克常數(shù)；nI、nII和ne分別代表原子密度、離子密度和電子密度，Eion是基態(tài)原子的電離能，ΔE為電離能降低因子；4)對于一組各元素濃度不同的定標(biāo)煤樣，重復(fù)步驟1)、2)和3)，得到一組標(biāo)定樣品中標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度，以元素的質(zhì)量濃度C，元素對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化建立定標(biāo)曲線；5)利用激光誘導(dǎo)等離子光譜系統(tǒng)測出待測元素的原子特性譜線強(qiáng)度按照步驟2)、3)對光譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線強(qiáng)度在定標(biāo)曲線上查出對應(yīng)點(diǎn)所對應(yīng)的橫坐標(biāo)C，C即為待測元素的濃度。FSA00000214053800012.tif,FSA00000214053800013.tif,FSA00000214053800014.tif,FSA00000214053800015.tif,FSA00000214053800016.tif,FSA00000214053800017.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)在線檢測方法，其特征還在于 步驟1)中所述的保護(hù)氣體包括空氣、N2、CO2或惰性氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)在線檢測方法，其特征還在于 步驟2)中所述的求取等離子體溫度的方法采用玻爾茲曼法、薩哈玻爾茲曼法或多元素薩 哈玻爾茲曼法；所述的求取等離子體電子密度的方法采用譜線斯塔克展寬法。
全文摘要
一種基于光譜標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)在線檢測方法，可用于激光誘導(dǎo)等離子光譜原理的煤質(zhì)在線檢測。該方法以經(jīng)過光譜標(biāo)準(zhǔn)化后的原子特征譜線的強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，以原子特征譜線對應(yīng)的元素的濃度作為橫坐標(biāo)，建立定標(biāo)模型。對于未知成分的煤炭進(jìn)行檢測時，經(jīng)過光譜標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)定標(biāo)模型即可得到待測元素的濃度。該方法把等離子體溫度和電子密度，以及同一元素的離子原子密度比和玻爾茲曼定律考慮進(jìn)來，從而達(dá)到補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)參數(shù)的波動，提高測量精度的目的。本發(fā)明還可用于類似的需要在線化學(xué)成分實(shí)時檢測的場合。
文檔編號G01N21/71GK101949852SQ20101024247
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者李政, 李立志, 王哲 申請人:清華大學(xué)