水泥生料品质激光在线检测设备研制

作者：李郁芳; 张雷; 弓瑶; 赵书霞; 赵洋; 尹王保; 马维光; 董磊; 张向杰; 李逸; 贾锁堂

来源：光谱学与光谱分析, 2016, 36(05): 1494-1499.

• 激光诱导击穿光谱
• 水泥生料品质
• 自动取样
• 在线检测
• 支持向量机

水泥质量的优劣直接影响到建筑工程的安全,使用品质合格的水泥材料是保证工程结构质量的必要前提,因此快速检测水泥生料成份对于及时指导调整原料配比和保障水泥产品品质具有重要意义。传统的生料检测需要经过取样、制样、化验等环节,检测结果严重滞后于生产。我们通过产学研协同攻关,研制了一套基于激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术的水泥生料品质在线检测设备,该设备由LIBS光学检测系统和气动取送样系统两部分组成,实现了对水泥生产线上水泥生料品质的实时连续测量,避免了传统的取制样环节,从而大大缩短了化验时间,所测水泥生料成分的实时数据能够及时指导调整水泥原料的配比,保证水泥质量的合格。我们利用该LIBS水泥品质在线检测设备对水泥生产线上生料中的主成分Al2O3,CaO,Fe2O3,MgO和SiO2进行了定量分析,利用全谱归一化和支持向量机(support vector machine,SVM)对水泥生料建立定标模型,对水泥生料中Al2O3,CaO,Fe2O3,MgO和SiO2测量的最大误差分别是0.34%,0.35%,0.07%,0.14%和0.55%。现场实验结果表明,本水泥生料品质激光在线检测设备的测量结果与传统化验法的结果相吻合,测量精度与X射线荧光光谱法(XRF)相接近,从而证实了LIBS可以作为水泥在线检测的一种有前景的方法。

• 单位
  山西大学; 量子光学与光量子器件国家重点实验室