钢铁检测微型光谱仪的研制

李腾飞; 李松; 王雅培; 李强; 王良训

钢铁检测微型光谱仪的研制

武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430072

基金项目:

国家自然科学基金(40901165);中央高校基本科研业务费专项资金(274470, 274473， 274805)

详细信息

通讯作者:
李腾飞(1990-)，男，湖南浏阳人，硕士研究生，主要从事光学系统设计工作. Email:litengfei0720@126.com

中图分类号: TN206;TH744.1
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出版历程
- 刊出日期: 2014-11-14

Design of micro spectrometer for steel detecting

School of Electronic Information,WuHan University,WuHan 430072,China

摘要

摘要: 针对国内光电直读型钢铁检测微型光谱仪研究的不足，提出基于Czerny-Turner结构的系统设计方法，讨论了优化方法及验证方法，并加工出了光谱仪。光谱仪采用三次多项式拟合标定波长，实测分辨率在436 nm~608 nm全谱段达0.225 nm、中心谱段达0.135 nm，基本满足钢铁检测要求。提出一种基于多帧判断的定性分析方法，7种待测元素检出限优于1.5%，通过建立拟合光谱数据库实现半定量分析，25种样品检测精度达2%，为钢铁牌号识别提供重要参考。
- 微型光谱仪 /
- Czerny-Turner /
- 高分辨率 /
- 钢铁检测 /
- 设计方法
Abstract: In consideration of inadequate research on photoelectric direct reading spectrometer used for steel detecting,we presented the Czerny-Turner system design method, discussed the optimization method and verifying method, as well as developed the spectrometer. It adopted cubic polynomial to fit calibration wavelength, and the tested resolution reached 0.225 nm in 436 nm~608 nm all band and 0.135 nm in mid band which could meet the demands of steel detecting. Furthermore, the qualitative analysis method based on multi-frame judgment guaranteed a 1.5% detective limit of 7 kinds of elements. The half quantitative analysis based on fitting spectrum database could offer 2% detective precision of the 25 kinds of samples. They could provide an important reference for the recognition of steel mark.
- micro-spectrometer /
- Czerny-Turner /
- high resolution /
- steel detection /
- design method

HTML全文

参考文献(1)

[1]Pavlycheva N K, Demin A P, Gorbachev S F, et al. Book review: fast, compact spectrometer for the 200 nm~1 300 nm spectral region[J]. Journal of Optical Technology, 1996, 63(11): 850-850.
[2]Cheng Liang. Research and apply of micro spectrometer system[D]. Zhejiang: Zhejiang University,2008.
程梁. 微型光谱仪系统的研究及其应用[D]. 浙江: 浙江大学, 2008.
[3]Wang Zhaohuai. Research of BOF steelmaking micro spectrometer[D]. Nanjing: Nanjing University of Science & Technology, 2013.
王赵淮. 基于转炉炼钢的微型光谱仪的研究[D]. 南京：南京理工大学, 2013.
[4]Zhu Shenghui. New progress of atomic emission spectroscopy instrument[J]. Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2013, 3(1): 24-29.
朱生慧. 原子发射光谱仪器研究新进展[J]. 中国无机分析化学, 2013, 3(1): 24-29.
[5]Li Tingjun. Emission spectrum analysis[M]. Beijing: Atomic Energy Press, 1983.
李廷钧. 发射光谱分析[M]. 北京: 原子能出版社, 1983.
[6]Xue Qingsheng, Wang Shurong, Lu Fengqin. Aberration-corrected Czerny-Turner imaging spectrometer with a wide spectral region[J]. Applied Optics, 2009, 48(1): 11-16.
[7]Reader J. Optimizing Czerny-Turner spectrographs: a comparison between analytic theory and ray tracing [J]. Journal of the Optical Society of America, 1969, 59(9): 1189-1196.
[8]Shafer A B, Megill L R, Droppleman L. Optimization of the Czerny-Turner spectrometer[J]. Journal of the Optical Society of America, 1964, 54(7): 879-887.
[9]Chen Tanxuan, Yang Huaidong, Chen Kexin, et al. Coma and resolution in Czerny-Turner spectrometer with wide wave band[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2010, 30(6):1692-1696.
陈谭轩, 杨怀栋, 陈科新, 等. 宽光谱CzernyTurner光谱仪中的彗差与分辨率[J]. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(6)：1692-1696.
[10]Zhang Yongyu. Examination method for watching spectrum for the brand elements of high speed steel[J]. Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory, 2000, 17(2): 221-225.
张永裕. 高速钢牌号元素的看谱检测方法[J]. 光谱实验室, 2000, 17(2): 221-225.
[11]Sha Dingguo. Optical measurement technique[M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2010.
沙定国. 光学测量技术[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2010.

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