空间约束结合梯度下降法提高铝合金中Fe成分激光诱导击穿光谱技术检测精度
Accuracy improvement of Fe element in aluminum alloy by laser induced breakdown spectroscopy under spatial confinement combined with gradient descent作者机构：长春理工大学理学院长春130022 长春理工大学化学与环境工程学院长春130022 山东师范大学物理与电子科学学院济南250358
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2021年第70卷第20期
页 面：167-173页
核心收录：
学科分类：07[理学] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 070302[理学-分析化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学]
基 金：国家自然科学基金(批准号:61575030) 吉林省自然科学基金(批准号:20180101283JC,20200301042RQ)资助的课题。
摘 要：铝合金中Fe元素的含量直接影响合金的塑性、耐热性、强度及抗应力腐蚀性能,其成分的定量分析是合金成分在线检测的重要环节.为了提高铝合金中Fe元素定量分析精度,把空间约束纳秒激光诱导击穿光谱技术与梯度下降法相结合.通过采集激光诱导铝合金等离子体发射光谱,发现在平板空间约束下的等离子体辐射强度有明显增强,在间距为10 mm时的等离子体发射光谱增强约2.3倍.分别利用内标法和梯度下降法建立定标模型,对比两种模型的拟合系数、均方根误差和平均相对误差.在平板约束条件下,相比于内标法,梯度下降法得到的Fe元素定量分析参数R2从95.22%提升到了99.22%,训练集均方根误差从质量分数0.1409%下降到了0.0731%,测试集均方根误差从质量分数0.1401%下降到了0.0756%,平均相对误差从6.8893%下降到3.5521%.与内标定标模型相比,梯度下降定标模型的精确度和稳定性都有所提高,空间约束LIBS结合梯度下降法可以有效地降低合金基体效应和自吸收效应对定量分析的影响.
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