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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：CN110132943B
公开(公告)日：2021-01-15
申请号：CN201910467429.4
申请日：2019-05-31
Applicant: 清华大学
Abstract: 基于混合气体环境提高激光诱导击穿光谱重复性的方法，该方法首先将待测样品置于一个腔体内，用抽气泵将腔体内气体抽至真空；然后向真空腔内通入混合气体，当腔体内压力达到一个大气压，记录混合气体的组成比例；在该气体环境下，检测待测样品的激光诱导击穿光谱信号，并计算信号的相对标准偏差，作为重复性的指标；之后不断改变混合气体的比例进行检测，计算对应的相对标准偏差；比较各种混合气体环境下光谱信号的相对标准偏差，得到最优的混合气体组成比例，作为待测样品的气体环境。本发明可显著降低光谱信号的相对标准偏差，提高激光诱导击穿光谱的重复性，进而提高LIBS的测量精度。具有简单实用、经济实惠等特点。
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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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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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Patent Agency Ranking
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：CN113310968A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110436720.2
申请日：2021-04-22
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种基于光束整形改善激光诱导击穿光谱可重复性的方法。该方法包含如下步骤：由激光器产生脉冲激光；由光束整形器将光束能量密度分布变为中心稍低、外围稍高的凹形；凹形光束聚焦烧蚀样品表面物质，产生等离子体；采集等离子体放射光，得到激光诱导击穿光谱。该方法与激光诱导击穿光谱领域的常规光束整形方法的主要区别在于，结合关于光谱信号不确定性来源以及等离子体空间演化过程的研究成果，针对性地设计了凹形光束形貌，以减小等离子体中心处的温度和电子密度，显著提高等离子体的空间稳定性，改善光谱可重复性。
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公开(公告)号：CN110132943A
公开(公告)日：2019-08-16
申请号：CN201910467429.4
申请日：2019-05-31
Applicant: 清华大学
Abstract: 基于混合气体环境提高激光诱导击穿光谱重复性的方法，该方法首先将待测样品置于一个腔体内，用抽气泵将腔体内气体抽至真空；然后向真空腔内通入混合气体，当腔体内压力达到一个大气压，记录混合气体的组成比例；在该气体环境下，检测待测样品的激光诱导击穿光谱信号，并计算信号的相对标准偏差，作为重复性的指标；之后不断改变混合气体的比例进行检测，计算对应的相对标准偏差；比较各种混合气体环境下光谱信号的相对标准偏差，得到最优的混合气体组成比例，作为待测样品的气体环境。本发明可显著降低光谱信号的相对标准偏差，提高激光诱导击穿光谱的重复性，进而提高LIBS的测量精度。具有简单实用、经济实惠等特点。
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公开(公告)号：CN114062348B
公开(公告)日：2023-09-12
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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公开(公告)号：CN113310968B
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202110436720.2
申请日：2021-04-22
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种基于光束整形改善激光诱导击穿光谱可重复性的方法。该方法包含如下步骤：由激光器产生脉冲激光；由光束整形器将光束能量密度分布变为中心稍低、外围稍高的凹形；凹形光束聚焦烧蚀样品表面物质，产生等离子体；采集等离子体放射光，得到激光诱导击穿光谱。该方法与激光诱导击穿光谱领域的常规光束整形方法的主要区别在于，结合关于光谱信号不确定性来源以及等离子体空间演化过程的研究成果，针对性地设计了凹形光束形貌，以减小等离子体中心处的温度和电子密度，显著提高等离子体的空间稳定性，改善光谱可重复性。
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