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公开(公告)号：CN119296686A
公开(公告)日：2025-01-10
申请号：CN202411502218.7
申请日：2024-10-25
Applicant: 清华大学 , 清华大学山西清洁能源研究院
IPC: G16C20/70 , G01N21/27 , G16C20/20 , G06F18/231
Abstract: 本申请公开了一种基于光谱分析的样品定量分析方法及相关装置，可用于光谱分析领域，该方法中，首先，获取待测样品的待分析光谱数据；而后，基于待分析光谱数据以及多个已知光谱数据，通过聚类分析方法确定待分析光谱数据对应的目标基体类别；最后，通过与目标基体类别对应的目标分析模型，对待测样品进行定量分析；目标分析模型利用属于目标基体类别的已知光谱数据训练得到。由此，通过对大量光谱数据进行无监督的聚类分析来划分基体类别，不需要预定义聚类数量，无需预先对大量的光谱数据进行基体类别标注，可以避免人工标注错误对基体分类结果准确性的影响，提高了基体类别划分的准确性，可以提高定量分析结果的准确性。
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公开(公告)号：CN118135177A
公开(公告)日：2024-06-04
申请号：CN202311809301.4
申请日：2023-12-26
Applicant: 清华大学 , 清华大学山西清洁能源研究院
IPC: G06V10/14 , G01N21/31 , G01N21/71 , G01N21/65 , G01N27/626 , G01N23/223 , G06N20/00
Abstract: 本发明提供一种基于点阵扫描的元素成像方法和装置，所述方法包括：采集样品表面预先划定的元素成像区域内的高空间分辨率光谱；将所述高空间分辨率光谱输入预先训练的映射关系函数，以得到所述映射关系函数输出的特征波长下的高灵敏度光质谱的信号强度；根据所述高灵敏度光质谱的信号强度生成特征波长下目标成像元素的浓度分布结果；其中，所述映射关系函数是基于机器学习模型，利用样本样品表面的元素成像区域采集的高空间分辨率光谱和高灵敏度光质谱进行训练得到的。解决了使用高灵敏度光质谱技术进行元素成像时，时间效率低，空间分辨率不足的技术问题，实现了元素的快速、高空间分辨率成像。
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公开(公告)号：CN113624745B
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202110754943.3
申请日：2021-07-01
Applicant: 清华大学 , 清华大学山西清洁能源研究院
Abstract: 一种基于光斑改善激光诱导击穿光谱长期稳定性的方法，该方法包含如下步骤：在进行激光诱导击穿光谱测量时，使用光束质量分析仪记录激光光斑图像，获得不同天数的光斑图像和光谱；利用光斑图像和相对应的光谱建立一个光谱强度修正模型，然后利用该模型对不同天数的光谱进行修正，从而提高光谱的长期稳定性。该方法与常规的激光诱导击穿光谱测量的区别在于，本发明考虑到激光光斑会随着测量环境的变化发生自然改变，进而引起光谱的强度变化，故在实验装置中加入光束质量分析仪，额外获得了激光光斑的信息，通过建立机器学习模型获得光斑对光谱强度的影响规律，利用模型去修正光斑变化对光谱强度的影响，从而提高激光诱导击穿光谱的长期稳定性。
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公开(公告)号：CN113624745A
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202110754943.3
申请日：2021-07-01
Applicant: 清华大学 , 清华大学山西清洁能源研究院
Abstract: 一种基于光斑改善激光诱导击穿光谱长期稳定性的方法，该方法包含如下步骤：在进行激光诱导击穿光谱测量时，使用光束质量分析仪记录激光光斑图像，获得不同天数的光斑图像和光谱；利用光斑图像和相对应的光谱建立一个光谱强度修正模型，然后利用该模型对不同天数的光谱进行修正，从而提高光谱的长期稳定性。该方法与常规的激光诱导击穿光谱测量的区别在于，本发明考虑到激光光斑会随着测量环境的变化发生自然改变，进而引起光谱的强度变化，故在实验装置中加入光束质量分析仪，额外获得了激光光斑的信息，通过建立机器学习模型获得光斑对光谱强度的影响规律，利用模型去修正光斑变化对光谱强度的影响，从而提高激光诱导击穿光谱的长期稳定性。
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公开(公告)号：CN114062348A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111386341.3
申请日：2021-11-22
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提供了一种基于介质阻挡放电的激光诱导击穿光谱检测系统，包括介质阻挡放电模块和激光诱导击穿光谱模块；介质阻挡放电模块包括两个放电器，两个放电器相互靠近的一端均发射等离子体射流，两条等离子体射流对冲后在待测固体样品的表面形成介质阻挡放电等离子体环境；并且，激光诱导击穿光谱模块包括激光器、光纤探头以及光谱仪，激光器发射的激光通过介质阻挡放电等离子体环境后照射在待测固体样品的表面以产生激光等离子体，激光等离子体在介质阻挡放电等离子体环境中产生光子，光子通过光纤探头采集进入光谱仪。本发明提供的基于介质阻挡放电的激光诱导击穿光谱检测系统可以通过结构的设计改善LIBS的信号重复性，并能够降低击穿阈值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113310969A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110436792.7
申请日：2021-04-22
Applicant: 清华大学
Abstract: 一种基于时间调制改善激光诱导击穿光谱可重复性的方法，该方法将激光诱导等离子体置于时间调制系统内，该系统可采用电场调制、磁场调制或电磁联合调制等系统；通过时间调制系统，改变等离子体中离子、电子、原子的空间分布，使其产生一个局部低电子密度区域。改变收光位置和延迟时间，寻找并得到信号RSD最小的收光位置和延迟时间，从而在等离子体演化早期获得有效信号。本发明通过主动调制等离子体，使得信号采集时间比常规方法提前10‑500ns，大量实验表明，此时等离子体空间形态较为稳定，因此采集此时的信号可大大提高信号可重复性，并可获得较高信号强度，从而进一步提高测量精度。
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公开(公告)号：CN111426680A
公开(公告)日：2020-07-17
申请号：CN202010207211.8
申请日：2020-03-23
Applicant: 清华大学
IPC: G01N21/71
Abstract: 一种煤炭粘结指数与胶质层指数快速测量方法，该方法首先使用激光诱导击穿光谱系统采集定标样品的光谱数据，再通过两种方式选取谱线：第一，根据煤炭性质的物理背景选取相关元素及谱线；第二，使用偏最小二乘方法建立粘结指数和胶质层指数与谱线强度之间的回归方程，选取回归系数的相对标准偏差最低的部分谱线。以两种方法所选谱线的并集作为输入，建立偏最小二乘定标模型。对于待测样品，使用激光诱导击穿光谱系统采集光谱数据，代入定标模型即可得到其粘结指数与胶质层指数。该方法通过新型谱线选择手段提高了测量准确性，且测量速度明显高于国家标准方法，可实现在线、原位测量。
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公开(公告)号：CN106770073B
公开(公告)日：2019-06-18
申请号：CN201710013405.2
申请日：2017-01-09
Applicant: 清华大学
IPC: G01N21/63
Abstract: 一种基于激光诱导击穿光谱的收光系统优化方法，主要用于优化收光系统中的收光透镜的位置参数。该方法首先确定实验所用的光纤探测器的半径R1和收光透镜的半径R；然后，通过拍摄等离子体图像的方式确定等离子体波动最大方向和等离子体在这个方向上的长度L，调整收光透镜的放置方向，使得收光透镜的光轴方向与等离子体波动最大方向平行，并使等离子体中心和光纤探测器与收光透镜的光轴在一条直线上；之后通过公式计算收光透镜到等离子体中心的最佳距离u0，并据此确定收光透镜的位置。本发明在兼顾了光谱信号强度的基础上，进一步增加了激光诱导击穿光谱信号的稳定性，从而提高了激光诱导击穿光谱测量系统的测量精度。
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公开(公告)号：CN109030466A
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201811156791.1
申请日：2018-09-30
Applicant: 清华大学
Abstract: 一种基于光束整形的激光击穿光谱测量系统，该系统含有脉冲激光器、聚焦透镜、待测样品、探头、光纤、光谱仪、计算机、ICCD相机以及可编程光束整形器；该光束整形器设置在脉冲激光器和聚焦透镜之间。激光束通过可编程光束整形器和聚焦透镜后照射到样品上并产生等离子体，由ICCD相机采集等离子体空间强度分布，通过调节可编程光束整形器的程序不断的改变光束空间强度分布，使得ICCD相机采集得到的等离子体空间强度分布呈现为均匀分布。此时，激光对待测样品的烧蚀量和等离子体光谱的稳定性均得到提高。本发明可使激光更有效、更均匀的烧蚀样品，从而降低了等离子体内部波动，对提高LIBS技术测量可重复性和准确性具有很重要的意义。
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公开(公告)号：CN105717093B
公开(公告)日：2018-08-28
申请号：CN201610065400.X
申请日：2016-01-29
Applicant: 清华大学
IPC: G01N21/71
Abstract: 一种基于大数据库辨识的水泥特性分析方法。该方法采用激光诱导击穿光谱技术，在不同实验设置下对定标样品进行数据采集，从而建立一个多维度的定标样品谱线强度大数据库；对未知样品进行检测时，则在与定标样品相同的多种实验设置下采集光谱数据，从不同维度对待测样品进行辨识，根据辨识结果直接得到或者代入定标模型中计算得到待测水泥样品的特性；该方法基于水泥光谱特性，根据三率值的计算原理，从光谱中选择特定的谱线比值用于辨识；结果显示该方法能够显著提高未知样品辨识的准确度，从而减少激光诱导击穿光谱测量的不确定度。
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