LIBS-XRF联用多光谱煤质分析仪的研制与应用(特邀)

作     者：田志辉 王树青 张雷 张培华 叶泽甫 朱竹军 董磊 马维光 尹王保 肖连团 贾锁堂 TIAN Zhihui;WANG Shuqing;ZHANG Lei;ZHANG Peihua;YE Zefu;ZHU Zhujun;DONG Lei;MA Weiguang;YIN Wangbao;XION Liantuan;JIA Suotang

作者机构：山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006 山西大学极端光学创新研究中心太原030006 中国石化石油加工研究院北京100089 山西格盟中美清洁能源研发中心有限公司太原030006 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(No.2017YFA0304203) 长江学者和创新团队发展计划(No.IRT_17R70) 国家自然科学基金(Nos.61975103,61875108) 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2023年第52卷第3期

页      码：136-147页

摘      要：基于提出的激光诱导击穿光谱(LIBS)和X射线荧光光谱(XRF)的联用多光谱方法,设计了一种基于软件控制的煤质快速分析仪,该分析仪包括LIBS分析模块、XRF分析模块、送样模块、控制模块和操作软件。该仪器不仅发挥了LIBS全元素分析的长处,还继承了XRF高稳定分析的优点,可用于发电厂对压制煤饼进行快速连续的检测。此外,基于偏最小二乘回归方法对数百个煤样进行了光谱分析建模,并完成了工业测试与性能评价。评估结果表明,所建发热量、灰分、挥发分和硫分定标模型的R2分别为0.973、0.986、0.977、0.979,平均绝对误差分别为0.60 MJ/kg、1.24%、0.18%、0.19%,工业分析的平均SD分别为0.11%、0.49%、0.15%、0.09%。模型结果表现出不错的准确度和良好的稳定性,对所有煤炭工业指标的测量重复性均达到甚至优于国标要求。同时,实测结果表明,该仪器对煤炭发热量、灰分、挥发分、硫分的平均绝对误差分别为0.385 MJ/kg、0.830%、0.496%、0.230%,单次样品检测约需5.5 min,能够满足工业现场的实际需求,为煤炭性质的前瞻性预测开辟了道路。

主 题 词：激光诱导击穿光谱 X射线荧光光谱 联用多光谱 高重复性测量 工业设计 煤质分析 

学科分类：07[理学] 070302[070302] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/gzxb20235203.0352109

馆 藏 号：203121000...