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  《光谱学与光谱分析》(国际标准刊号:ISSN 1000-0593,CODEN码:GYGFED,国内统一刊号:CN 11-2200/O4)是中国科学技术协会主管,中国光学学会主办,由钢铁研究总 ...

运用响应面分析法优化激光诱导土壤等离子体测试参数

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;

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。 


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