成果简介：

钒钛资源由于元素种类繁多，多元素伴生，化学结构复杂。传统的化学法和光谱法 过程繁琐、需取样送样、制备样品，实时性差，无法满足现代工业高效快速的检测要求 结构复杂。而 LIBS 技术无需样品制备、方便快捷，可以广泛用于矿冶生产过程的各个环节，为钒钛资源成分的快速准确检测提供新的技术途径。

LIBS 技术本身也存在一些尚待解决的问题，如多元素下等离子体时间分辨特性及谱 线干扰问题，测量过程中光谱数据存在波动，少/无标样下模型预测准确度有待提高。针对上述问题进行研究得到如下四个方面成果：

1.  激光诱导等离子体多元素光谱时间分辨特性；

2.  鲁棒性回归建模；

3.  高温环境下有标样定量分析方法；

4.  无标样定量分析方法。

目前处于何种研发阶段：☐研发 ☐小试 ☒中试 ☐小批量生产 ☐产业化；样机：☒

有 ☐无 其他：□如选择“其他” ，请说明：

已投入成本：200W。

推广应用情况：已将算法应用于山西建龙钢厂 LIBS 检测系统集成。该算法将进一

步应用苏州宝联重工企业。

期望技术转移成交价格（大概金额）：面议。

技术优势：

1.  加入干扰谱线的回归建模结合选择性集成方法（SE-LIBS 方法），可实现多元素

光谱干扰情况下的定量分析。

2.  分段加权的鲁棒最小二乘支持向量机的方法，可以有效减小 LIBS 数据的波动性。

3.  迁移常温光谱数据的方法（Tr-LIBS 方法），可有效解决高温环境下少标样定量分析问题。

4.  改进自吸收校正和等离子体温度优化估计的方法（SAPT-CF 方法），可有效提高CF-LIBS 定量分析的准确度。

性能指标：

1.  三个钒渣测试样本中的五种氧化物 CaO、MgO 、SiO2. TiO2 和 V2O5 进行定量分 析，预测含量的平均相对误差，三个球团矿测试样本中的四种氧化物 CaO 、MgO 、SiO2 和 TiO2 进行定量分析预测含量的平均相对误差，引入最小二乘支持向量机算法，解决了光谱数据波动性问题。

2.  对 8 个铅铜合金样本进行元素含量的预测样本的复相关系数，预测样本的平均相 对误差，通过引入关联领域中标样曲线的数据信息，解决目标领域中少标样条件下 LIBS回归建模的问题。

3.  对 3 个高温测试样本中 Cr元素预测含量的平均绝对误差降低问题，引入自吸收

校正和等离子体温度估计，提高 LIBS 自由定标定量分析的准确度。

市场分析：

该研究成果对提高生产效率、优化生产工艺、提高矿冶生产质量稳定性有重要意义， 相关研究思路也可推广到荧光光谱、拉曼光谱等分析技术中。此外，在电力、化工、生物、环保等领域也具有广阔的应用前景。

经济效益分析：

既方便快捷又有较高分析精准度的定量分析技术，是提高企业生产效率、优化生产

工艺的重要技术手段，对实现钒钛资源的高效综合利用具有重要的科学意义和研究价值。

成果亮点：

1.  具有自主知识产权，研究成果已授权相关发明专利 2 项，已进入实质审查相关发 明专利 1 项。已发表 SCI 论文 6 篇（其中：中科院 1  区 4 篇，2 区 1  篇，3 区 1 篇），另外有 1 篇 SCI    1 区文章已完成投稿。

2.  成果来源：

国家自然科学基金项目：基于时间分辨特性和非线性优化建模的钒钛资源 LIBS 定

量分析方法（项目号 51674032）。

3.  技术先进性：国内领先，从提高光谱的质量和定量分析数学模型的准确度两方面，为 LIBS 领域深入研究奠定了基础。

成果相关照片：

联系人：姚老师

电  话：010-62333881 ，13718384597