葉菜中重金屬元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測及信號增強研究.pdf

1、為了使激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)應(yīng)用于葉菜中重金屬元素的定量分析，實現(xiàn)葉菜重金屬元素的實時在線檢測，本文以PbⅠ405.78nm， CrⅠ425.435nm、CrⅠ427.480nm、CrⅠ428.972nm，CuⅠ324.7nm和CuⅠ327.4nm作為Pb、Cr、Cu的分析譜線，通過試驗研究了葉菜重金屬元素的激光等離子體特性，隨后應(yīng)用不同方法對激光等離子體信號的增強效果進(jìn)行了相關(guān)研究，對LIBS光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同的數(shù)據(jù)處理，研

2、究分析了不同數(shù)據(jù)處理方法對模型精度的影響。研究表明，LIBS同時檢測葉菜中重金屬元素的最佳參數(shù)配置為采集延遲時間1.7μs，積分時間0.06ms，激光能量103.8mJ，此時光譜強度及信噪比均達(dá)到較好效果；采用圓柱孔約束Pb譜線凈強度平均是無約束的1.35倍以上，Cu譜線凈強度平均是無約束的2倍以上；采用磁場約束，Pb譜線凈強度平均是無約束的2.2倍左右, Cu譜線凈強度平均是無約束的1.5倍以上;采用雙脈沖，各元素特征譜線凈強度的增強

3、效果均在5倍以上。結(jié)果表明，LIBS在葉菜的應(yīng)用中，雙脈沖增強效果最好，其次是磁約束，孔約束再次之。
　　本研究有效提高了LIBS檢測的靈敏度，為LIBS檢測葉菜中重金屬元素提供了良好的基礎(chǔ)。應(yīng)用不同變量篩選方法的偏最小二乘法建立的校正模型與強度直接定標(biāo)模型進(jìn)行比較，相關(guān)系數(shù)平均提高了23.9％。不同偏最小二乘法模型之間進(jìn)行比較，對于Pb和Cr元素的LIBS檢測數(shù)據(jù)，siPLS的建模質(zhì)量最好，校正集相關(guān)系數(shù)、預(yù)測集相關(guān)系數(shù)、RMS

4、ECV、RMSEP分別為0.9967、0.988、0.737、1.35和0.9709、0.9713、1.26、1.43；對于Cu的檢測數(shù)據(jù)，iPLS的建模質(zhì)量最好，模型的四個指標(biāo)參數(shù)分別為0.9951、0.9955、0.648和1.33。綜上所述，PLS模型均好于強度定標(biāo)模型，iPLS、siPLS模型質(zhì)量均好于PLS的；對于LIBS檢測葉菜中重金屬元素的光譜數(shù)據(jù)，iPLS、siPLS方法均能取得較好的建模效果，具體需要根據(jù)不同的實驗條件