基于LIBS技術(shù)的光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理算法研究.pdf

1、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技術(shù)，自問世以來一直備受關(guān)注，并迅速成為物質(zhì)元素在線檢測(cè)的首選，已被應(yīng)用到冶煉、考古、軍事、太空探查、化學(xué)分析等領(lǐng)域，并取得了良好的應(yīng)用效果。本文以國家重大儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)——“創(chuàng)新型多功能激光光譜分析儀的研發(fā)與應(yīng)用”為背景，在課題組前期工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)LIBS光譜數(shù)據(jù)的自適應(yīng)去噪、基線校正和譜峰識(shí)別問題展開研究。
　　本文的主

2、要研究工作包括:
　　(1)針對(duì)目前大多數(shù)LIBS光譜去噪算法需要人工干預(yù)的問題，提出了基于三點(diǎn)零階Savitzky-Golay的改進(jìn)去噪算法，算法基于三點(diǎn)零階Savitzky-Golay濾波思想，將擬合階數(shù)改進(jìn)為可調(diào)節(jié)參數(shù)，以最小的初始點(diǎn)數(shù)和階數(shù)迭代求解以實(shí)現(xiàn)LIBS光譜數(shù)據(jù)去噪。同時(shí)，研究了特征值提取策略實(shí)現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)的基線校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的三點(diǎn)零階Savitzky-Golay濾波算法可對(duì)LIBS光譜自適應(yīng)去噪且效果良

3、好，特征值提取策略在光譜基線校正時(shí)也體現(xiàn)了可行性。
　　(2)針對(duì)LIBS光譜的譜峰識(shí)別算法效率較低，需要大量前期處理的不足，提出了基于Voigt線型的雙尺度移動(dòng)譜峰識(shí)別算法，算法以Voigt線型作為參考峰型，可以更好的擬合LIBS光譜的峰型，實(shí)現(xiàn)對(duì)LIBS光譜的譜峰識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明文中的譜峰識(shí)別算法表現(xiàn)出良好的性能，體現(xiàn)了算法的有效性和可行性。
　　(3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了LIBS光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理軟件系統(tǒng)，作為冶金專屬型LIB