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基于微焦耳高PRF激光器的LIBS系统可识别铝合金的回收潜力

2024-01-03 09:08:55  来源:激光网原创    

最近在《光谱学报B部分:原子光谱学》杂志上,一项研究考察了过去十年中铝合金回收率增加的困境,具体问题是这些合金虽然理想地用于航空和建筑目的,但由于不同国家的生产标准不同,在成分和微量元素含量方面存在显着差异。使用基于微焦耳高脉冲重复频率激光器的激光诱导击穿光谱系统。

据来自中国吉林省长春市的作者称,以前对铝合金成分进行分类的尝试已经涵盖了光谱范围。这些方法包括原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱或 X 射线荧光光谱。相比之下,LIBS提供的优点是快速和微创分析,几乎不需要准备;此外,铝合金的常见主要元素——铝、镁、铁和锰——主要有助于降低相关合金的击穿阈值。

微焦耳高PRF激光器的单脉冲能量低于先前类似实验中使用的其他激光器的能量,光谱仪收集的等离子体的光谱强度也低于此。同时,高PRF的特点是它允许样品在短时间内烧蚀数千次,产生数千个等离子体,相互增强所收集光谱的强度。

据研究人员称,有两种采集模式,固定和运动,最常与微焦耳高PRF LIBS设置一起使用,本研究的目标是提高峰值光谱强度,同时降低光谱的相对标准偏差。此外,为了衡量实验参数对分类准确性和精密度的影响,采用反向传播神经网络模型结合混淆矩阵进行验证。

在优化实验和BP-ANN模型参数后,研究人员表示,他们设计的微焦耳高PRF LIBS系统能够有效地对七个铝合金样品进行分类。他们说,在将隐藏层神经元的数量设置为5个时,BP-ANN模型对这些样本的最大准确度达到了93.29%。在运动模式下,随着神经元数量增加到6个,分类准确率提高到97.71%。尽管一种模式确实显示出优于另一种模式,但研究团队得出的结论是,该分析方法在更广泛的应用中显示出巨大的价值。与固定模式相比,在运动模式下,所达到的高精度和精度预计将对未来的工业生产线有利。

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