基于C＋＋Builder的激光誘導(dǎo)擊穿光譜成分分析系統(tǒng)

劉艷麗，胡志剛

（河鋼集團(tuán)鋼研總院，石家莊050000）

基于C＋＋Builder的激光誘導(dǎo)擊穿光譜成分分析系統(tǒng)

劉艷麗，胡志剛＊

（河鋼集團(tuán)鋼研總院，石家莊050000）

激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）是一種新型工業(yè)檢測診斷技術(shù)［1－2］，發(fā)射脈沖激光匯聚到樣品表面激發(fā)出等離子體信號，利用光譜儀收集和分析得出樣品成分、波長信息。該技術(shù)具有快速、無需制樣、非接觸等優(yōu)勢，在冶金分析領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，可以優(yōu)化煉鋼工藝、提高生產(chǎn)效率、降低冶煉成本和節(jié)約資源［3－5］。

目前國內(nèi)外LIBS方面的研究工作大多數(shù)集中在實(shí)驗(yàn)室環(huán)節(jié)，現(xiàn)場應(yīng)用領(lǐng)域仍然局限于實(shí)驗(yàn)室或者中試真空感應(yīng)爐，直接應(yīng)用到現(xiàn)場煉鋼環(huán)節(jié)目前還缺乏較成功和成熟的案例。LIBS軟件分析系統(tǒng)大多數(shù)采用較成熟的商業(yè)軟件，種類眾多，算法則大同小異，特點(diǎn)是譜線識別范圍較寬，但對不同元素的分析精度差別較大，特別是一些信號較弱的元素，如碳、硫、磷等，誤差較大；另外，由于商業(yè)軟件源代碼保密性高，調(diào)用的函數(shù)庫較多，消耗大量系統(tǒng)資源，設(shè)備驅(qū)動(dòng)繁瑣，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合工藝特點(diǎn)進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用難度較大，限制環(huán)節(jié)較多。本工作針對碳素鋼常用的碳、硅、錳、磷和硫等5大基本元素，基于C＋＋Builer開發(fā)平臺，自主開發(fā)了設(shè)備驅(qū)動(dòng)、譜線識別及元素定量分析軟件，實(shí)現(xiàn)了各元素的直接測定。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及其工作原理

鋼中化學(xué)元素直接測定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 LIBS試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of LIBS experimental system

光譜儀采用AvaSpec－ULS2048－4－USB2四通道光纖光譜儀，響應(yīng)波長為175～750nm，光學(xué)分辨率約為0.1nm，積分時(shí)間為1.1ms～10min，固有延遲為1.28μs；……