利用激光诱导击穿光谱技术对钢铁制造过程进行在线元素监测的可行性研究

摘要： 冶金工业对社会发展至关重要。为提升冶金工艺水平与产品质量，对钢铁制造过程进行实时分析与监测具有重要意义。激光诱导击穿光谱技术（LIBS）已被研究应用于钢铁成分测量。本文研究了不同样品温度、镜头至目标距离（LTD）及样品角度条件下的远程开放路径LIBS测量方法，以阐明其在线测量特性。同时开发了平行激光束条纹投影的三维轮廓测量系统，用于测量不同样品温度下的样品形貌。测量结果表明远程开放路径LIBS系统与三维轮廓测量系统具有良好的稳定性。但需通过校正来增强LIBS在线测量的检测能力。为提高实时元素测量的精度与准确度，提出了一种结合LIBS与三维轮廓技术的创新同轴激光束测量系统，可自动调节聚焦单元并测量样品成分。该方法具有良好应用前景，后续将针对钢铁制造过程的在线应用开展深入研究。