基于神经网络的LIBS钢水成分在线检测

发布时间：2023-09-17 14:06

　　目前,在国家“节能减排,减低能耗”的政策下,许多钢铁企业都面临能耗过大,产能过剩的尴尬处境。在这样的背景下,提高生产效率是钢铁企业走出困境的有效办法,不仅能够有效较低人力资源的成本,同时也可以提高钢铁生产品质,目前全世界最为先进的一种成分检测方式是激光诱导击穿光谱技术(Laser induced breakdown spectroscopy)。激光诱导击穿光谱技术(LIBS),它的工作原理是高能激光对物体表面进行照射,使物体的表面产生等离子体,利用光谱仪对等离子体的发射光谱进行分析研究,它本身具有实时检测、远程非接触式检测、对样品损坏程度较小等特点,在钢铁成分检测方面具有较强的应用前景。虽然LIBS技术具有许多优点,但是它的分析方法还不成熟,文章以LIBS技术的实用性作为目标,搭建LIBS物质成分分析平台,主要研究物质定量分析方法。首先搭建一套LIBS实验检测平台,了解实验设备性能,研究实验过程中的几个关键参数对LIBS结果的影响,选取较为合适的参数;因为钢液谱线的产生过程中伴随着大量谱线重叠、谱线间自吸收、以及畸形等问题,对研究结果的有一定影响。为了对光谱信号进行去噪分析,采用小波阈...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 激光诱导击穿光谱技术简介
        1.2.1 国内研究现状及发展方向
        1.2.2 国外研究现状及发展方向
    1.3 本文内容安排
第2章 激光诱导击穿光谱技术的基础理论研究
    2.1 等离子体的产生
    2.2 等离子体的辐射机制
    2.3 谱线的展宽机制
    2.4 等离子体物理参数测量
        2.4.1 等离子体中局部热平衡
        2.4.2 等离子体电子密度测量
        2.4.3 等离子体电子温度测量
    2.5 本章小结
第3章 LIBS钢水成分在线检测平台搭建
    3.1 LIBS实验平台构造
        3.1.1 激光光路
        3.1.2 保护装置
        3.1.3 传动机构
    3.2 各部分装置简介
        3.2.1 激光器
        3.2.2 收光设备
        3.2.3 分光设备
        3.2.4 中频炉
    3.3 注意事项和操作手册
        3.3.1 激光器操作规程
        3.3.2 激光器使用注意事项
        3.3.3 中频炉的操作规程
        3.3.4 中频炉注意事项
    3.4 实验过程
    3.5 本章小结
第4章 光谱数据预处理
    4.1 异常数据分析与处理
    4.2 背景基线校正
    4.3 光谱数据去噪处理
        4.3.1 小波去噪原理
        4.3.2 粒子群算法
        4.3.3 权重改进粒子群
    4.4 基于改进粒子群算法的阈值去噪
    4.5 本章小结
第5章 钢液Mn元素定量分析
    5.1 传统定量分析法
        5.1.1 强度-浓度定量分析法
        5.1.2 内标分析法
    5.2 遗传神经网络
        5.2.1 BP神经网络
        5.2.2 遗传算法
        5.2.3 BP神经网络与遗传算法结合
    5.3 遗传神经网络检测模型
    5.4 实验结果与数据分析
        5.4.1 强度-浓度定标曲线
        5.4.2 BP神经网络的定标曲线
        5.4.3 遗传神经网络的定标曲线
    5.5 实验结果分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
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本文编号：3847576