张大海
- 作品数：11 被引量：96H指数：6
- 供职机构：中国科学院安徽光学精密机械研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金安徽省杰出青年科学基金中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信更多>>
- 电磁感应加热技术在水体重金属快速石墨富集中的应用被引量：3
- 2015年
- 针对激光诱导击穿光谱技术用于水体重金属连续、自动、快速、高灵敏监测中的需求,以石墨为富集基体,采用电磁感应加热技术实现了样品的快速加热与富集,并研究了基于降温斜率的烘干判断方法。实验中以设定140℃判定定时2 s为例,测得从室温上升到140℃用时30 s,温度的误差范围为-5^+3℃,基于降温斜率准确判断了富集完成状态。研究结果表明,采用电磁感应加热技术结合基于降温斜率的富集完成判断方法可以有效实现被测样品的快速加热和准确烘干判断。
- 张大海赵南京殷高方马明俊胡丽石朝毅董欣欣王寅余洋孟德硕余晓娅王久悦杨瑞芳
- 关键词：电磁感应加热
- 激光诱导击穿光谱结合标准加入法定量分析未知样品中铅含量被引量：4
- 2015年
- 利用激光诱导击穿光谱结合标准加入法定量分析了铅蓄电池厂含铅污泥中重金属铅元素含量,标准加入法有效避免了外标法与内标法制作标准曲线时基质不同对LIBS检测结果的影响,且样品处理过程简单。实验采用中心波长为1 064nm的Nd∶YAG脉冲激光器作为激发光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离与探测器件,选取铅的PbⅠ：405.78nm特征谱线作为分析线,以FeⅠ：404.58nm特征谱线作为内标线进行结果计算。预实验确定较佳的实验条件后（激光脉冲能量：128.5mJ,延时：2.5μs,门宽：3μs）,对铅蓄电池厂的未知铅泥样品中铅元素进行定量分析,结果表明加入铅在0~25 000mg·kg^-1范围内谱线不会产生自吸收,PbⅠ：405.78nm信号强度与铅加入量呈很好的线性关系,由此确定合适的铅加入量为0~25 000mg·kg^-1。在此基础上配制四个样品,基质均为铅蓄电池厂含铅污泥,加入铅浓度分别为5 000,10 000,15 000,20 000mg·kg^-1,每个样品设置三个平行样,验证实验重复性及可靠性,并与ICP-MS检测结果对比,结果直线外推误差为-14.8%。12个样品单次计算结果误差介于为-24.6%~17.6%之间,含铅量平均值为43 069mg·kg^-1,相对误差为-2.44%。
- 方丽赵南京孟德硕袁静汤洁王寅余洋马明俊胡丽张大海肖雪王煜刘建国刘文清
- 关键词：光谱学激光诱导击穿光谱标准加入法ICP-MS固体废弃物
- 水体重金属激光诱导击穿光谱定量分析方法对比研究被引量：14
- 2013年
- 建立了适用于激光诱导击穿光谱探测的多元线性回归、神经网络回归和支持向量机回归三种定量反演算法模型,以水体重金属Ni为例进行了回归实验测试和对比分析.多元线性回归、神经网络回归和支持向量机回归的平均相对标准偏差分别为7.60%,4.86%,2.35%;最大相对标准偏差分别为23.35%,15.20%,8.29%;平均相对误差分别为25.98%,10.58%,2.72%,最大相对误差分别为116.47%,47.38%,9.89%.研究为进一步实现水中痕量金属元素的快速定量分析提供了方法和数据参考.
- 王春龙刘建国赵南京马明俊王寅胡丽张大海余洋孟德硕章炜刘晶张玉钧刘文清
- 关键词：光谱学激光诱导击穿光谱支持向量机回归重金属
- 水体重金属LIBS多元素测量参数优化方法研究被引量：1
- 2014年
- 激光诱导击穿光谱(LIBS)方法的优势之一就是可多元素同时检测。为获得水体重金属LIBS多元素测量时的综合最佳信号输出,本文利用BP神经网络拟合Pb,Cu和Ni三种元素特征谱线信背比(S/B)与延时门宽之间的数值关系,同时采用DM设计实验数据作为校验样本,保证BP神经网络模型的泛化能力。基于上述数值模型利用遗传算法优化延时门宽两个测量参数,定义了适应度函数,得到延时门宽为(15.5和21.5μs)时,取最小值0.102 4,此时三种元素综合信背比最大,对比实验进一步验证了优化效果。神经网络结合遗传算法的优化方法提高了水体重金属LIBS多元素测量时的综合信背比,研究方法也为更多参数更多响应的实验系统优化提供了参考。
- 胡丽赵南京刘文清王寅孟德硕余洋张大海张小玲马明俊
- 关键词：水体重金属激光诱导击穿光谱参数优化
- 阻尼最小二乘法用于激光诱导击穿光谱重叠特征谱线分离提取被引量：7
- 2015年
- 近年来,激光诱导击穿广谱技术发展迅速。作为一种用于物质成分探测的新技术,它具有简单、快速、无需复杂样品制备、多种元素同时检测等优点,可实现待测样品物质成分现场、在线的检测,在很多领域都极具应用前景。激光诱导击穿光谱特征谱线的分离拟合提取是光谱特征识别与后续元素浓度定量反演研究的基础。为实现激光诱导击穿光谱重叠特征谱线的有效分离拟合提取,采用阻尼最小二乘法,分析并确定了迭代前的初始拟合参数值,实现了在重叠特征谱线情况下对某火力发电厂粉煤灰中的铬元素特征谱线的分离提取。阻尼最小二乘法基于高斯-牛顿迭代,在迭代步长中引入阻尼因子,在迭代的过程中根据每一步迭代后所反馈的信息动态的调整迭代步长,从而有效防止了迭代的发散,保证了迭代的快速收敛,最终使得元素特征谱线拟合提取的效果更佳、所得到的特征谱线强度值更准确。分别采用阻尼最小二乘法和最小二乘法对不同浓度的样品中铬元素特征谱线进行分离拟合提取并给出特征谱线的强度值,作出特征谱线强度值关于元素浓度的定标曲线并对比两种方法所得结果的线性相关性。结果表明,阻尼最小二乘法所得结果的线性相关性更高,该方法稳定、可靠,适用于激光诱导击穿光谱重叠特征谱线的分离拟合提取。
- 王寅赵南京刘文清余洋方丽孟德硕胡丽张大海马明俊肖雪王煜刘建国
- 关键词：激光诱导击穿光谱
- 土壤钾元素的激光诱导击穿光谱定量检测分析被引量：12
- 2014年
- 实现土壤中钾元素含量的快速、现场测量对农田施肥与农业生产管理具有重要意义。利用波长为1064nm的Nd…YAG脉冲激光器作为激发光源,以宽光谱范围、高分辨率的中阶梯光栅光谱仪和高灵敏度的增强型电荷耦合器件(ICCD)作为光谱分光和检测器件,研究土壤中钾元素的激光诱导击穿光谱特性。实验中以钾元素的769.90nm谱线作为分析线,确定探测最佳延时为1μs,最佳检测门宽为5.2μs,钾元素质量分数的检测限为0.006858%,得到土壤样品定标曲线,且预测值与真实值相对误差小于5%。通过对12种不同基体类型的标准土样进行检测分析,结果表明,在实际的定量检测中需针对不同基体类型土壤样品进行分别标定。该研究结果为土壤钾元素的快速、现场定量检测提供了参考。
- 孟德硕赵南京刘文清马明俊王寅余洋方丽胡丽张大海杨瑞芳王久悦刘建国
- 关键词：光谱学激光诱导击穿光谱土壤钾
- 基于LIBS技术的手持式土壤重金属探测仪光学结构设计被引量：4
- 2013年
- 当前土壤重金属污染严重,设计手持式土壤重金属现场、在线探测设备十分必要。系统发射光路采用会聚透镜将激光光束会聚并作用到样品;收集光路采用抛物面镜和分离透镜组将等离子体光谱信号耦合进入光纤;瞄准光路采用抛物面镜、反射镜和胶合透镜组将待测物点成像到毛玻璃上。激光光束经透镜会聚后作用到样品上的光斑尺寸合适;等离子体光谱信号耦合至光纤的效率高,耦合光束数值孔径满足选用光纤的要求;瞄准系统对待测点成像清晰;整个光学系统长、宽、高分别小于30、10、25 cm,结构紧凑、体积小、轻便易携带。设计结果表明,系统适用于非接触式土壤重金属现场、在线探测应用。
- 王寅赵南京马明俊王春龙余洋孟德硕张大海胡丽张玉钧刘建国刘文清
- 关键词：激光诱导击穿光谱重金属光学设计
- 基于支持向量机回归的水体重金属激光诱导击穿光谱定量分析研究被引量：33
- 2013年
- 建立了基于自适应核的激光诱导击穿光谱支持向量机回归定量分析模型。通过石墨富集、洛伦兹拟合和碳内标归一化,增强等离子体信号强度,减小环境噪声和能量抖动对水体重金属浓度测量的影响。实现了基于支持向量机回归智能算法的激光诱导击穿光谱定量分析。铅铜的平均相对标准偏差分别为6.4361%和6.9291%,最大相对标准偏差分别为9.1009%和8.9280%,平均相对误差分别为1.6765%和1.2478%,最大相对误差分别为5.5759%和4.2604%,相关系数分别为0.9979和0.9997。该研究为进一步实现水中痕量金属元素的快速定量分析提供了方法和数据参考。
- 王春龙刘建国赵南京马明俊王寅胡丽张大海余洋孟德硕章炜刘晶张玉钧刘文清
- 关键词：光谱学激光诱导击穿光谱支持向量机回归重金属石墨
- 含铅污泥中铅的激光诱导击穿光谱特性研究被引量：6
- 2014年
- 利用波长为1064nm的Nd：YAG脉冲激光器作为激发光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离器件和探测器件,研究了含铅污泥中铅的激光诱导击穿光谱特性。选取铅的特征谱线PbⅠ405.78nm为分析线,分别测量了PbⅠ405.78nm的谱线强度与信噪比随延时和门宽的变化关系,确定了最佳延时td=2.5μs,最佳门宽tg=3.0μs。在局部热力学平衡近似下,选取铁在360-441nm波长范围内的13条特征谱线,利用玻尔兹曼图,计算得出等离子体温度为6934K;对PbⅠ405.78nm其进行洛伦兹拟合,得到等离子体的电子密度为8.3×10^16 cm^-3。这些参数为进一步实现对含铅污泥的快速定量分析提供方法和技术支持。
- 余洋赵南京王寅孟德硕胡丽张大海马明俊刘建国刘文清
- 关键词：激光诱导击穿光谱铅等离子体温度电子密度
- 激光诱导击穿光谱结合标准加入法定量检测土壤中Cr被引量：19
- 2014年
- 利用激光诱导击穿光谱(LIBS)结合标准加入法对土壤中的Cr进行定量检测。以Cr 425.435nm谱线为特征谱线,以Fe为内标元素,建立了土壤中Cr的定标曲线,确定在Cr质量分数低于250×10-6时,其特征谱线强度与其质量分数成线性关系,并由此求出土壤中Cr检测限为9.69×10-6,确定了标准加入法的检测范围。研究了5个外推点和单外推点的标准加入法,五点标准加入法对土壤中Cr的检测结果相对误差小于7%,单点标准加入法检测结果相对误差小于10%。基于单点标准加入法对同一土样进行5次检测,所得Cr质量分数的相对标准偏差(RSD)为4.66%,稳定性较好。实验结果证明LIBS结合标准加入法可以对土壤中的Cr进行较好的定量检测。
- 孟德硕赵南京刘文清方丽马明俊王寅余洋胡丽张大海王煜刘建国
- 关键词：光谱学激光诱导击穿光谱标准加入法土壤铬
