运用响应面分析法优化激光诱导土壤等离子体测试参数

论文摘要

测试参数的选择和优化是进行激光诱导击穿光谱(LIBS)试验的重要步骤之一,合适的测试参数能够保障所得光谱数据的准确性。本研究运用LIBS技术,以土壤中主要元素(硅、铁、镁、钙、铝、钠、钾等)为载体,研究LIBS不同测试参数对元素谱线特性影响,优化得到普适的土壤测试条件。设计了以LIBS系统中激光脉冲能量(LE)、延迟时间(DT)和聚焦透镜到样品的距离(LTSD)三因素的二次中心组合的试验,以土壤中主要元素的特征谱线组合信背比(SBR)YSBR为目标函数,分析了三因素之间交互作用对YSBR的影响。结果表明:因素DT对YSBR的线性效果显著,而LE和LTSD对YSBR的线性效果均不显著;三者的交互影响对YSBR的交互效果都不显著;对于二次项LE2,DT2和LTSD2对YSBR的曲面效应均显著。优化得到最佳的试验条件是:激光能量LE为103.09mJ,延迟时间为2.92μs,透镜到样品的距离LTSD为97.69mm,得到最大组合信背比YSBR为198.602。这些测试参数是后期LIBS数据准确分析的前提,为田间实地土壤LIBS检测参数的选择提供重要的借鉴。

论文目录

• 引言
• 1 实验部分
•   1.1 土壤样品
•   1.2 LIBS试验装置
•   1.3 LIBS数据的获取
•   1.4 试验设计与分析方法
• 2 结果与讨论
•   2.1 试验设计结果
•   2.2 目标函数
•   2.3 试验结果分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 余克强,赵艳茹,何勇

关键词: 激光诱导击穿光谱,测试参数,响应面,信背比

来源: 光谱学与光谱分析 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,环境科学与资源利用

单位: 西北农林科技大学机械与电子工程学院,农业农村部农业物联网重点实验室,浙江大学生物系统工程与食品科学学院

基金: 国家自然科学基金项目(61705188),陕西省自然科学基础研究计划项目(2017JQ3008),中国博士后科学基金项目(2017M613218)资助

分类号: O657.3;X833

页码: 577-583

总页数: 7

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