将小波变换应用于8种燃煤的激光诱导击穿光谱数据的压缩, 并通过考察db小波阶数、 分解层数和阈值化方法等参数对压缩效果的影响, 总结了压缩参数选取的规律, 确定了较好的压缩方案。 以压缩分数、 恢复分数、 谱线强度相对误差为衡量准则, 比较了压缩前后谱图的差异, 评价了压缩的效果。 结果表明, 在所选的较优方案下, 8个煤样其1, 2, 5通道的谱图恢复分数RS为81%～99.96%, 压缩分数CS为79.02%～92.07%, 谱线相对误差均在5%之内, 重构光谱与原始光谱基本一致, 存储量减小。

将激光诱导击穿光谱技术应用于钢铁检测,研究了不同金相组织对激光诱导钢铁等离子体特性的影响。选用45#钢,通过热处理,分别得到珠光体+铁素体、贝氏体和马氏体3种不同金相组织的钢铁样品。分析了不同激光脉冲能量下,3种不同金相组织的等离子体温度、电子密度和元素特征谱线强度的变化规律。实验结果表明,不同金相组织钢铁的等离子体温度、电子密度和元素特征谱线强度随脉冲能量的变化趋势基本一致。相同实验条件下,珠光体+铁素体组织的等离子体温度、电子密度和元素谱线强度均较大,贝氏体组织次之,马氏体组织最小。

对具有不同碳元素存在形态的4种化学纯试剂(无水对氨基苯磺酸、可溶性淀粉、石墨和碳酸钙)进行激光诱导击穿光谱实验。选用实验中探测到的碳元素原子谱线CI 247.856 nm作为分析线,研究了不同存在形态碳元素的激光诱导击穿特性。从物质的化学构成、分子内部原子结合的作用力大小等方面,说明了不同形态碳元素的光谱特性存在差异的原因。实验结果表明:存在于结构复杂、化学键能较大的物质中的碳元素,被激发所需的激光能量也较大。

利用激光诱导击穿光谱技术,分析由快速灰化法制得的粉煤灰样品中的未燃碳。实验中发现,常用的C元素分析谱线C 247.86 nm附近存在明显的Fe 247. 95 nm谱线干扰,严重影响未燃碳的激光诱导击穿光谱分析。选用处于深紫外区不存在其他光谱干扰的C 193.03 nm谱线作为分析线,建立未燃碳的定量分析曲线。研究结果表明,在大气常压环境下,通过对光谱探测系统进行深紫外增强镀膜处理,选用短焦距准直透镜和抗紫外光纤,可以探测到明显的C 193.03 nm谱线,由此分析未燃碳可以得到良好的定标曲线,拟合度为0.99,检测限为0.74%(质量分数)。

将激光诱导击穿光谱技术应用于煤质检测, 分析了燃煤形态对激光烧蚀特性的影响。利用532 nm激光在大气常压环境下烧蚀样品, 同时使用多通道光纤光谱仪和CCD探测器对激光烧蚀形成的等离子体发射信号进行分光和探测。对比分析两种不同形态煤样的等离子体温度、电子密度以及元素特征谱线强度随脉冲能量变化的规律。实验研究表明, 样品形态对燃煤的激光烧蚀特性有显著影响。不同形态燃煤的等离子体温度、电子密度以及元素特征谱线强度随脉冲能量的变化规律有所不同。相同实验条件下, 粉状煤样形成的等离子体温度和电子密度均比块状煤样的高, 但块状煤样的元素特征谱线强度则更大。

研究了水分对激光诱导击穿煤粉等离子体特性的影响，以分析水分对激光诱导击穿煤粉定量测量的影响。实验选取了空干基C和Si元素含量相近但水分差别较大的神华煤和平朔煤，分别采用其收到基和干燥基共4个样品进行实验。采用Ca的原子谱线计算了各样品在延迟时间分别为83 ns，500 ns，917 ns和1292 ns时的激光诱导击穿等离子体温度，并分别用C247.856 nm和Si390.5523 nm特征谱线估算了电子密度。实验表明，各样品的激光等离子体温度随着延迟时间的增大而降低，含水分的煤样其激光诱导击穿等离子体的温度较低，而电子密度受水分的影响不大，含水分的煤样其激光诱导击穿的特征谱线强度较弱。