亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器及產(chǎn)品成分分析方法與流程

文檔序號:11106933閱讀:500來源:國知局
用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器及產(chǎn)品成分分析方法與制造工藝

本發(fā)明涉及金屬檢測技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及金屬成分檢測技術(shù)領(lǐng)域,具體是指一種用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器及產(chǎn)品成分分析方法。



背景技術(shù):

如今,脈沖工作的半導(dǎo)體激光器已在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在許多應(yīng)用領(lǐng)域,激光脈沖需要短至數(shù)十納秒至數(shù)納秒量級,甚至更低,如激光雷達、激光測距、激光氣體檢測、物理學(xué)研究中的激光激發(fā)和探測等等。此類應(yīng)用有別于傳統(tǒng)的在高速連續(xù)調(diào)制狀態(tài)下的通訊類激光器應(yīng)用。在短脈沖工作條件下,一般需要對激光器提供較大的脈沖驅(qū)動電流,瞬態(tài)功耗很大,,但由于占空比一般較小,因此平均功耗一般并不大。對于一些特殊類型的半導(dǎo)體激光器,如量子級聯(lián)激光器,由于其驅(qū)動電壓也較高,平均功耗會相應(yīng)增加,但仍保持在較低水平。

超短脈沖激光器是一種應(yīng)用十分廣泛的激光器類型,其主要特征是輸出激光的脈沖寬度非常窄,通常在皮秒和飛秒量級。目前,能夠產(chǎn)生超短脈沖激光的方法主要有鎖模激光器技術(shù)、增益開關(guān)半導(dǎo)體激光器技術(shù)以及激光強度調(diào)制技術(shù)。鎖模激光器技術(shù)是獲取超短脈沖激光輸出最常見的技術(shù),其通過對激光器腔內(nèi)的具有固定相位關(guān)系的縱模進行鎖定從而獲得強度上的超短脈沖輸出,能夠獲得極窄的脈沖寬度,但是這種方式輸出的激光脈沖的重復(fù)頻率不能輕易改變,并且鎖模需要較為苛刻的環(huán)境條件,溫度變化、振動都會影響鎖模激光脈沖的輸出。增益開關(guān)半導(dǎo)體激光器技術(shù)是通過電脈沖對半導(dǎo)體激光器進行調(diào)制,選擇半導(dǎo)體激光器輸出馳豫振蕩的第一個尖峰,從而獲得超短脈沖輸出,這種技術(shù)可以獲得重復(fù)頻率可調(diào)的超短脈沖輸出,但是輸出激光脈沖的脈沖寬度較寬,功率很低。激光強度調(diào)制技術(shù)是采用高速強度調(diào)制器對連續(xù)輸出的激光進行強度調(diào)制從而獲得超短脈沖輸出,這種技術(shù)獲得的激光脈沖重復(fù)頻可調(diào),但是脈沖寬度較寬,輸出功率較低。可以看出,上述三種現(xiàn)有的技術(shù)不能同時實現(xiàn)重復(fù)頻率任意可調(diào)、高功率、高穩(wěn)定度的超短脈沖激光輸出。

如何獲得更好的短脈沖激光器的工作性能,將其更好地應(yīng)用到各個技術(shù)領(lǐng)域中去,是當(dāng)今社會一個研究的熱點。另外,由于金屬成分分析的需求越來越大,如何將短脈沖激光器應(yīng)用于金屬成分的分析,也是一個值得研究的問題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,提供了一種用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器及產(chǎn)品成分分析方法,采用超短脈沖激光,可以獲得更好的光譜特性,激光器的結(jié)構(gòu)更加緊湊,應(yīng)用更方便,適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明具有如下構(gòu)成:

該用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器,所述短脈沖激光器包括驅(qū)動供電模塊和激光器模塊,所述驅(qū)動供電模塊包括供電電源單元和脈沖產(chǎn)生單元,所述供電電源單元與所述脈沖產(chǎn)生單元相連接,所述脈沖產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生所需脈沖參數(shù)的電脈沖;所述激光器模塊包括脈沖電平轉(zhuǎn)換單元、脈沖電流開關(guān)和脈沖激光器單元,所述脈沖電平轉(zhuǎn)換單元用于將所述脈沖產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電脈沖升高至所需電平以滿足所述脈沖電流開關(guān)的驅(qū)動要求,所述脈沖產(chǎn)生單元通過同軸電纜與所述脈沖電平轉(zhuǎn)換單元相連接,所述脈沖電流開關(guān)的輸出端與所述脈沖激光器單元相連接;

所述脈沖激光器單元包括半導(dǎo)體激光器、光纖預(yù)放大器、光纖主放大器、脈沖選擇器以及超短脈沖輸出端;所述脈沖電流開關(guān)與所述半導(dǎo)體激光器相連接,所述半導(dǎo)體激光器依次通過所述光纖預(yù)放大器、光纖主放大器以及脈沖選擇器接入超短脈沖輸出端;所述半導(dǎo)體激光器與脈沖選擇器相連接,所述半導(dǎo)體激光器是光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器;

所述短脈沖激光器的超短脈沖輸出端對準待分析的產(chǎn)品樣品,且所述脈沖激光器的超短脈沖輸出端對準一光譜探測設(shè)備中的光譜收集透鏡組;

所述光譜探測設(shè)備包括光譜收集透鏡組、光纖接口、激光激發(fā)透鏡組和角度調(diào)節(jié)器,所述光譜收集透鏡組與所述光纖接口相連接,所述光譜收集透鏡組的前端與所述角度調(diào)節(jié)器相連接,所述激光激發(fā)透鏡組與所述角度調(diào)節(jié)器相連接;所述激光激發(fā)透鏡組的內(nèi)透鏡位置可調(diào)節(jié);所述角度調(diào)節(jié)器的角度可配合所述光譜收集透鏡組在10~80度范圍內(nèi)調(diào)整。

較佳地,所述光纖預(yù)放大器包括光纖波分復(fù)用器、抽運半導(dǎo)體激光器、第一增益光纖、光纖濾波器以及第一光纖隔離器;所述半導(dǎo)體激光器以及抽運半導(dǎo)體激光器分別通過所述光纖波分復(fù)用器接入所述第一增益光纖,所述第一增益光纖通過所述光纖濾波器接入所述第一光纖隔離器。

更佳地,所述光纖主放大器包括高功率抽運光源、光纖合波器、第二增益光纖以及第二光纖隔離器;所述第一光纖隔離器依次通過所述光纖合波器和第二增益光纖接入第二光纖隔離器;所述高功率抽運光源接入所述光纖合波器。

更佳地,所述脈沖選擇器包括強度調(diào)制器、可調(diào)延時器以及強度調(diào)制器驅(qū)動電源;所述脈沖電流開關(guān)通過所述可調(diào)延時器和強度調(diào)制器驅(qū)動電源接入所述強度調(diào)制器,所述第二光纖隔離器通過所述強度調(diào)制器接入所述超短脈沖輸出端。

更佳地,所述第一增益光纖和所述第二增益光纖為摻鐿雙包層單模光纖,所述短脈沖激光器還包括回光消除部件,所述回光消除部件與所述強度調(diào)制器相連接,所述回光消除部件包括光纖和涂覆在所述光纖的一端表面上的折射率匹配層。

較佳地,所述短脈沖激光器還設(shè)置有激光器底座,所述驅(qū)動供電模塊和所述激光器模塊均設(shè)置于所述底座上方,所述激光器底座的內(nèi)部設(shè)置有散熱通道,所述散熱通道為貫穿于所述激光器底座內(nèi)部的圓柱形通道,所述散熱通道的直徑小于所述激光器底座的高度。

較佳地,所述供電電源單元通過供電導(dǎo)線與所述脈沖激光器單元相連接,所述供電導(dǎo)線與所述同軸電纜組合成復(fù)合電纜,所述同軸電纜的特性阻效為80歐姆。

本發(fā)明還涉及一種產(chǎn)品分析方法,采用所述的用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器,所述方法采用金屬成分檢測裝置,所述裝置包括取樣機器人、吹風(fēng)設(shè)備、短脈沖激光器、光譜探測設(shè)備、光譜分析設(shè)備和控制設(shè)備,所述短脈沖激光器的超短脈沖輸出端與樣品室相對,所述短脈沖激光器的超短脈沖輸出端對準光譜探測設(shè)備中的光譜收集透鏡組,所述吹風(fēng)設(shè)備的出風(fēng)口對準所述樣品室,所述樣品室包括托盤和所述托盤上方的透明外罩,所述取樣機器人包括第一機械手臂和第二機械手臂,所述的方法包括以下步驟:

采集已知成分組成的校正金屬樣本,所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩提升至預(yù)設(shè)高度,通過所述取樣機器人的第二機械手臂將所述校正金屬樣本放置于樣品室,所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩放置回原位;

所述控制設(shè)備控制所述短脈沖激光器向所述樣本室發(fā)射短波脈沖激光;

所述控制設(shè)備控制所述光譜探測設(shè)備采集經(jīng)所述光路系統(tǒng)后的光譜,并將校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至所述光譜分析設(shè)備;

采用所述光譜分析設(shè)備對所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理;

所述光譜分析設(shè)備基于所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)用化學(xué)計量學(xué)軟件進行建模,得到金屬成分測定模型;

所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩提升至預(yù)設(shè)高度,通過所述取樣機器人的第二機械手臂將所述校正金屬樣本取出;

開啟所述吹風(fēng)設(shè)備,吹去所述托盤表面的殘留物;

采集待測定的檢測金屬樣本,并通過所述取樣機器人的第二機械手臂將所述檢測金屬樣本放置于樣品室,所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩放置回原位;

所述控制設(shè)備控制所述短脈沖脈沖激光器向所述樣本室發(fā)射短波脈沖激光;

所述控制設(shè)備控制所述光譜探測設(shè)備采集經(jīng)所述光路系統(tǒng)后的光譜,并將光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至所述光譜分析設(shè)備;

采用所述光譜分析設(shè)備對所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理;

所述光譜分析設(shè)備采用所述金屬成分測定模型和所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù),分析得到所述檢測金屬樣本的成分分析數(shù)據(jù);

所述控制設(shè)備獲取所述光譜分析設(shè)備的分析數(shù)據(jù),判斷分析數(shù)據(jù)是否異常;

如果分析結(jié)果異常,則停止金屬成分檢測,并進行報警;

如果分析結(jié)果正常,所述控制設(shè)備控制所述取樣機器人的第一機械手臂將所述透明外罩提升至預(yù)設(shè)高度,所述取樣機器人的第二機械手臂將所述樣品室中的檢測金屬樣品取出,采用所述吹風(fēng)設(shè)備清理所述托盤之后,采用所述取樣機器人的第二機械手臂在所述托盤中放置新的檢測金屬樣本。

較佳地,采用所述光譜分析設(shè)備對所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)根據(jù)如下算法進行降噪處理:

(Savitzky-Golay平滑,平滑窗口數(shù)為21)+歸一化+(Savitzky-Golay一階微分,窗口數(shù)為17,多項式次數(shù)為3);

采用所述光譜分析設(shè)備對所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)根據(jù)如下算法進行降噪處理:

(Savitzky-Golay平滑,平滑窗口數(shù)為21)+歸一化+(Savitzky-Golay一階微分,窗口數(shù)為17,多項式次數(shù)為3)。

較佳地,所述光譜分析設(shè)備包括:

降噪處理模塊,用于對校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理,以及對檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理;

校正建模模塊,用于基于所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)用化學(xué)計量學(xué)軟件進行建模,得到金屬成分測定模型;

檢測分析模塊,用于采用所述金屬成分測定模型和所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù),分析得到所述檢測金屬樣本的成分分析數(shù)據(jù);

通信模塊,用于與所述控制設(shè)備進行通信。

采用了該發(fā)明中的用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器及產(chǎn)品成分分析方法,具有如下有益效果:

(1)采用本發(fā)明的激光器的驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以顯著改善對短脈沖激光器的脈沖驅(qū)動質(zhì)量,降低對連接驅(qū)動模塊和激光模塊間的電纜的特殊要求,并使其長度可以顯著增加,最大限度地降低此方面應(yīng)用的難度要求,促進技術(shù)的進步;

(2)超短脈沖激光器包括半導(dǎo)體激光器、單模光纖放大器、雙包層光纖放大器以及脈沖選擇器,由于半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的納秒脈沖激光峰值功率比較低,先通過單模光纖放大器進行預(yù)放大,獲得一定功率的輸出,再通過雙包層單模光纖放大器進行功率放大,在功率放大時,納秒激光脈沖的峰值功率超過一定的閾值后,受到光纖非線性效應(yīng)的調(diào)制,會發(fā)生分裂,形成多個子脈沖,可以采用納秒量級的光脈沖選擇器選出分裂脈沖的第一個子脈沖,從而獲得單個的超短脈沖激光輸出;

(3)采用激光對金屬成分進行分析,實現(xiàn)了非接觸式測量金屬成分,進一步采用取樣機器人,可以保障整個金屬成分分析過程中的自動化,工作人員全程不必實時盯著金屬成分分析過程,可以快速方便地對多個金屬樣本進行自動化檢測分析;增加吹風(fēng)設(shè)備,可以對盛放金屬樣品的托盤進行自動清洗,防止前一個金屬樣品在托盤上留下金屬碎屑等其他殘留物,影響下一個金屬樣品實際的成分分析,整個過程實現(xiàn)了自動化控制,結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用方便,適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的短脈沖激光器的驅(qū)動供電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明的短脈沖激光器的激光器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明的光纖預(yù)放大器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明的光纖主放大器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本發(fā)明的脈沖選擇器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為本發(fā)明的光譜探測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為本發(fā)明的產(chǎn)品成分分析方法的流程圖;

圖8為本發(fā)明的金屬成分檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖;

圖9為本發(fā)明的光譜分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,下面結(jié)合具體實施例來進行進一步的描述。

如圖1所示為本發(fā)明的用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器,所述短脈沖激光器包括驅(qū)動供電模塊和激光器模塊,所述驅(qū)動供電模塊包括供電電源單元和脈沖產(chǎn)生單元,所述供電電源單元與所述脈沖產(chǎn)生單元相連接,所述脈沖產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生所需脈沖參數(shù)的電脈沖;所述激光器模塊包括脈沖電平轉(zhuǎn)換單元、脈沖電流開關(guān)和脈沖激光器單元,所述脈沖電平轉(zhuǎn)換單元用于將所述脈沖產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電脈沖升高至所需電平以滿足所述脈沖電流開關(guān)的驅(qū)動要求,所述脈沖產(chǎn)生單元通過同軸電纜與所述脈沖電平轉(zhuǎn)換單元相連接,所述脈沖電流開關(guān)的輸出端與所述脈沖激光器單元相連接;

所述脈沖激光器單元包括半導(dǎo)體激光器、光纖預(yù)放大器、光纖主放大器、脈沖選擇器以及超短脈沖輸出端;所述脈沖電流開關(guān)與所述半導(dǎo)體激光器相連接,所述半導(dǎo)體激光器依次通過所述光纖預(yù)放大器、光纖主放大器以及脈沖選擇器接入超短脈沖輸出端;所述半導(dǎo)體激光器與脈沖選擇器相連接,所述半導(dǎo)體激光器是光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器;

所述短脈沖激光器的超短脈沖輸出端對準待分析的產(chǎn)品樣品,且所述脈沖激光器的超短脈沖輸出端對準一光譜探測設(shè)備中的光譜收集透鏡組;

所述光譜探測設(shè)備包括光譜收集透鏡組、光纖接口、激光激發(fā)透鏡組和角度調(diào)節(jié)器,所述光譜收集透鏡組與所述光纖接口相連接,所述光譜收集透鏡組的前端與所述角度調(diào)節(jié)器相連接,所述激光激發(fā)透鏡組與所述角度調(diào)節(jié)器相連接;所述激光激發(fā)透鏡組的內(nèi)透鏡位置可調(diào)節(jié);所述角度調(diào)節(jié)器的角度可配合所述光譜收集透鏡組在10~80度范圍內(nèi)調(diào)整。

在一種較佳的實施方式中,所述光纖預(yù)放大器包括光纖波分復(fù)用器、抽運半導(dǎo)體激光器、第一增益光纖、光纖濾波器以及第一光纖隔離器;所述半導(dǎo)體激光器以及抽運半導(dǎo)體激光器分別通過所述光纖波分復(fù)用器接入所述第一增益光纖,所述第一增益光纖通過所述光纖濾波器接入所述第一光纖隔離器。

在一種更佳的實施方式中,所述光纖主放大器包括高功率抽運光源、光纖合波器、第二增益光纖以及第二光纖隔離器;所述第一光纖隔離器依次通過所述光纖合波器和第二增益光纖接入第二光纖隔離器;所述高功率抽運光源接入所述光纖合波器。

在一種更佳的實施方式中,所述脈沖選擇器包括強度調(diào)制器、可調(diào)延時器以及強度調(diào)制器驅(qū)動電源;所述脈沖電流開關(guān)通過所述可調(diào)延時器和強度調(diào)制器驅(qū)動電源接入所述強度調(diào)制器,所述第二光纖隔離器通過所述強度調(diào)制器接入所述超短脈沖輸出端。

在一種更佳的實施方式中,所述第一增益光纖和所述第二增益光纖為摻鐿雙包層單模光纖,所述短脈沖激光器還包括回光消除部件,所述回光消除部件與所述強度調(diào)制器相連接,所述回光消除部件包括光纖和涂覆在所述光纖的一端表面上的折射率匹配層。

在一種較佳的實施方式中,所述短脈沖激光器還設(shè)置有激光器底座,所述驅(qū)動供電模塊和所述激光器模塊均設(shè)置于所述底座上方,所述激光器底座的內(nèi)部設(shè)置有散熱通道,所述散熱通道為貫穿于所述激光器底座內(nèi)部的圓柱形通道,所述散熱通道的直徑小于所述激光器底座的高度。

在一種較佳的實施方式中,所述供電電源單元通過供電導(dǎo)線與所述脈沖激光器單元相連接,所述供電導(dǎo)線與所述同軸電纜組合成復(fù)合電纜,所述同軸電纜的特性阻效為80歐姆。

本發(fā)明還涉及一種產(chǎn)品分析方法,采用所述的用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器,所述方法采用金屬成分檢測裝置,所述裝置包括取樣機器人、吹風(fēng)設(shè)備、短脈沖激光器、光譜探測設(shè)備、光譜分析設(shè)備和控制設(shè)備,所述短脈沖激光器的超短脈沖輸出端與樣品室相對,所述短脈沖激光器的超短脈沖輸出端對準光譜探測設(shè)備中的光譜收集透鏡組,所述吹風(fēng)設(shè)備的出風(fēng)口對準所述樣品室,所述樣品室包括托盤和所述托盤上方的透明外罩,所述取樣機器人包括第一機械手臂和第二機械手臂,

具體地,所述金屬成分檢測裝置包括:

取樣機器人,用于將金屬樣品放置于樣品室內(nèi);所述取樣機器人包括第一機械手臂、第二機械手臂和底座,所述第一機械手臂和所述第二機械手臂的一端均活動連接于所述底座,所述樣品室位于所述第一機械手臂的另一端的活動范圍之內(nèi),且所述樣品室位于所述第二機械手臂的另一端的活動范圍之內(nèi);

脈沖激光器,用于向所述樣品室發(fā)射脈沖激光,所述脈沖激光器的超短脈沖輸出端對準光譜探測設(shè)備中的光譜收集透鏡組;

光譜探測設(shè)備,用于接收激光經(jīng)所述樣品室后的光譜,并將光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至控制設(shè)備;

光譜分析設(shè)備,用于從所述控制設(shè)備接收所述光譜數(shù)據(jù),并根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)分析金屬樣品的成分;

控制設(shè)備,用于控制所述取樣機器人放置樣品后,依次觸發(fā)所述脈沖激光器和光譜探測設(shè)備,接收所述光譜探測設(shè)備發(fā)送的光譜數(shù)據(jù),并將所述光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至所述光譜分析設(shè)備。

所述的方法包括以下步驟:

采集已知成分組成的校正金屬樣本,所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩提升至預(yù)設(shè)高度,通過所述取樣機器人的第二機械手臂將所述校正金屬樣本放置于樣品室,所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩放置回原位;

所述控制設(shè)備控制所述短脈沖激光器向所述樣本室發(fā)射短波脈沖激光;

所述控制設(shè)備控制所述光譜探測設(shè)備采集經(jīng)所述光路系統(tǒng)后的光譜,并將校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至所述光譜分析設(shè)備;

采用所述光譜分析設(shè)備對所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理;

所述光譜分析設(shè)備基于所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)用化學(xué)計量學(xué)軟件進行建模,得到金屬成分測定模型;

所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩提升至預(yù)設(shè)高度,通過所述取樣機器人的第二機械手臂將所述校正金屬樣本取出;

開啟所述吹風(fēng)設(shè)備,吹去所述托盤表面的殘留物;

采集待測定的檢測金屬樣本,并通過所述取樣機器人的第二機械手臂將所述檢測金屬樣本放置于樣品室,所述取樣機器人的第一機械手臂將所述樣品室的透明外罩放置回原位;

所述控制設(shè)備控制所述短脈沖脈沖激光器向所述樣本室發(fā)射短波脈沖激光;

所述控制設(shè)備控制所述光譜探測設(shè)備采集經(jīng)所述光路系統(tǒng)后的光譜,并將光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至所述光譜分析設(shè)備;

采用所述光譜分析設(shè)備對所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理;

所述光譜分析設(shè)備采用所述金屬成分測定模型和所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù),分析得到所述檢測金屬樣本的成分分析數(shù)據(jù);

所述控制設(shè)備獲取所述光譜分析設(shè)備的分析數(shù)據(jù),判斷分析數(shù)據(jù)是否異常;

如果分析結(jié)果異常,則停止金屬成分檢測,并進行報警;

如果分析結(jié)果正常,所述控制設(shè)備控制所述取樣機器人的第一機械手臂將所述透明外罩提升至預(yù)設(shè)高度,所述取樣機器人的第二機械手臂將所述樣品室中的檢測金屬樣品取出,采用所述吹風(fēng)設(shè)備清理所述托盤之后,采用所述取樣機器人的第二機械手臂在所述托盤中放置新的檢測金屬樣本。

在一種較佳的實施方式中,采用所述光譜分析設(shè)備對所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)根據(jù)如下算法進行降噪處理:

(Savitzky-Golay平滑,平滑窗口數(shù)為21)+歸一化+(Savitzky-Golay一階微分,窗口數(shù)為17,多項式次數(shù)為3);

采用所述光譜分析設(shè)備對所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)根據(jù)如下算法進行降噪處理:

(Savitzky-Golay平滑,平滑窗口數(shù)為21)+歸一化+(Savitzky-Golay一階微分,窗口數(shù)為17,多項式次數(shù)為3)。

建模方法具體可以為:每個樣品隨機挑選15條作為校正集,其余作為驗證集。預(yù)處理:截取數(shù)據(jù)50-500,移動平滑、窗口數(shù)為25+歸一化。采用PCA降維,選取主成分數(shù)為10,采用Fisher分類算法。對于校正金屬樣品進行二級建模。截取數(shù)據(jù)50-500,移動平滑、窗口數(shù)25+歸一化+一階微分、三次多項式、窗口數(shù)11。此處建模方法和分析方法僅為示例,在實際應(yīng)用中,也可以采用其他的現(xiàn)有的建模方法和測定方法。

化學(xué)計量學(xué)(Chemometrics)是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計學(xué)與計算機科學(xué)的工具,設(shè)計或選擇最優(yōu)量測程序和試驗方法,并通過解析化學(xué)量測數(shù)據(jù)最大限度地獲取信息的化學(xué)分支學(xué)科?;瘜W(xué)計量學(xué)方法不可或缺,其主要作用是建立激光光譜和組分(性質(zhì))之間的數(shù)學(xué)橋梁,建立校正模型對未知樣品實現(xiàn)預(yù)測。因此,激光技術(shù)的化學(xué)計量學(xué)方法主要涉及三方面內(nèi)容:一是光譜預(yù)處理方法研究,對樣本光譜進行預(yù)處理,減少以至于消除各種非目標(biāo)因素對光譜造成的影響;二是光譜特征波長的選擇與提取,有選擇性地提取與分類目標(biāo)有關(guān)的信息并抑制非相關(guān)特征和噪聲的影響;三是激光光譜校正方法研究,以期建立穩(wěn)健、可靠、靈敏度高的校正模型。

在一種較佳的實施方式中,所述光譜分析設(shè)備包括:

降噪處理模塊,用于對校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理,以及對檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)進行降噪處理;

校正建模模塊,用于基于所述校正金屬樣本的光譜數(shù)據(jù)用化學(xué)計量學(xué)軟件進行建模,得到金屬成分測定模型;

檢測分析模塊,用于采用所述金屬成分測定模型和所述檢測金屬樣本的光譜數(shù)據(jù),分析得到所述檢測金屬樣本的成分分析數(shù)據(jù);

通信模塊,用于與所述控制設(shè)備進行通信。

在一種較佳的實施方式中,所述取樣機器人還包括第三機械手臂,所述第三機械手臂的表面環(huán)繞設(shè)置有擦洗毛刷,所述取樣機器人的第一機械手臂將所述透明外罩提升至預(yù)設(shè)高度時,且所述托盤中沒有金屬樣品時,所述取樣機器人的第三手臂對所述托盤進行擦洗。

采用了該發(fā)明中的用于產(chǎn)品成分分析的短脈沖激光器及產(chǎn)品成分分析方法,具有如下有益效果:

(1)采用本發(fā)明的激光器的驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以顯著改善對短脈沖激光器的脈沖驅(qū)動質(zhì)量,降低對連接驅(qū)動模塊和激光模塊間的電纜的特殊要求,并使其長度可以顯著增加,最大限度地降低此方面應(yīng)用的難度要求,促進技術(shù)的進步;

(2)超短脈沖激光器包括半導(dǎo)體激光器、單模光纖放大器、雙包層光纖放大器以及脈沖選擇器,由于半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的納秒脈沖激光峰值功率比較低,先通過單模光纖放大器進行預(yù)放大,獲得一定功率的輸出,再通過雙包層單模光纖放大器進行功率放大,在功率放大時,納秒激光脈沖的峰值功率超過一定的閾值后,受到光纖非線性效應(yīng)的調(diào)制,會發(fā)生分裂,形成多個子脈沖,可以采用納秒量級的光脈沖選擇器選出分裂脈沖的第一個子脈沖,從而獲得單個的超短脈沖激光輸出;

(3)采用激光對金屬成分進行分析,實現(xiàn)了非接觸式測量金屬成分,進一步采用取樣機器人,可以保障整個金屬成分分析過程中的自動化,工作人員全程不必實時盯著金屬成分分析過程,可以快速方便地對多個金屬樣本進行自動化檢測分析;增加吹風(fēng)設(shè)備,可以對盛放金屬樣品的托盤進行自動清洗,防止前一個金屬樣品在托盤上留下金屬碎屑等其他殘留物,影響下一個金屬樣品實際的成分分析,整個過程實現(xiàn)了自動化控制,結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用方便,適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

在此說明書中,本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是,很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此,說明書和附圖應(yīng)被認為是說明性的而非限制性的。

當(dāng)前第1頁1 2 3 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1