[发明专利]一种快速测量钢铁中碳元素含量的方法

摘要

一种快速测量钢铁中碳元素含量的方法，基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术。首先选定一组碳含量已知的钢铁样品作为定标样品。对于每个定标样品，用LIBS系统得到其光谱，从光谱中计算得到碳原子谱线的强度和碳二(C₂)分子谱线带的强度。以碳含量为因变量，以碳原子谱线的强度和C₂分子谱线带的强度为自变量，拟合得到定标模型。对于碳含量未知的待测钢铁样品，先用LIBS系统得到其光谱，并求出待测钢铁样品的光谱中碳原子谱线的强度和C₂分子谱线带的强度，然后代入定标模型中即可得到待测钢铁样品中碳元素的含量。该方法可显著提高钢铁碳含量检测的精度。

主权项

一种快速测量钢铁中碳元素含量的方法，基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术，以下简称LIBS，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)选定碳含量已知的n种钢铁样品作为定标样品，碳含量用字母Z表示，各定标样品中碳的含量分别记为Z₁、Z₂、……、Z_n；2)对于步骤1)中的每种定标样品，利用激光诱导击穿光谱系统对其进行检测，得到对应的一幅LIBS光谱，n种定标样品共得到n幅LIBS光谱；3)对于步骤2)中得到的每一幅LIBS光谱，求出其碳原子谱线的强度和C₂分子谱线带的强度，碳原子谱线的强度用字母X表示，C₂分子谱线带的强度用字母Y表示；n幅LIBS光谱对应的碳原子谱线的强度分别记为X₁、X₂、……、X_n，n幅LIBS光谱对应的C₂分子谱线带的强度分别记为Y₁、Y₂、……、Y_n；4)建立定标模型，即以Z₁、Z₂、……、Z_n为因变量，以X₁、X₂、……、X_n和Y₁、Y₂、……、Y_n为自变量，用拟合的方法建立碳含量Z与碳原子谱线的强度X以及C₂分子谱线带的强度Y之间的函数关系；该函数关系记为Z＝f(X，Y），其中f表示函数关系；5)对于碳含量未知的待测钢铁样品，利用激光诱导击穿光谱系统对其进行检测，得到待测钢铁样品的LIBS光谱，并从该LIBS光谱中求出碳原子谱线的强度和C₂分子谱线带的强度；记待测钢铁样品的LIBS光谱中碳原子谱线的强度为X₀、C₂分子谱线带的强度为Y₀；根据步骤4)中的函数关系Z＝f(X，Y)可以求出Z₀＝f(X₀，Y₀)，Z₀即为测量得到的待测钢铁样品中的碳含量。