基于LIBS与化学计量学的耐热钢运行状态评估模型研究

发布时间：2025-06-24 05:06

　　在火力发电厂中,长期承受着高温高压的耐热钢的运行状态问题严重影响着设备系统的安全性生产。而常规的金属管道失效状态检测需要在电厂停炉维修期间,对关键管件进行割管取样用于详细的离线分析,或者进行现场金相复型检验,最后综合不同的测量指标对其运行状态进行整体的评估。传统的检验手段在时间和操作上均有一定的局限性,因此需要一种能够实现快速原位且无损的检测技术对耐热钢的运行状态进行有效的检测评估。耐热钢在长期服役过程中其化学成分几乎不变,但微观组织和宏观机械性能均会发生退化现象,导致样品的基体差异明显,同时激光诱导击穿光谱(LIBS)技术受基体效应影响明显。因此论文基于以上特性使用LIBS技术结合化学计量学方法对耐热钢的运行状态进行检测评估。论文首先分析了不同老化等级的T91样品光谱特性,使用特征选择和特征提取两种不同的特征降维方法对LIBS光谱信息进行重要特征提取。以硬度为机械性能指标的表征,对提取的特征使用常见的回归算法建立硬度定量分析模型。结果表明,特征选择方法能更有效地从LIBS光谱信息中提取重要特征,减少特征冗余。同时对于使用光谱信息建立样品的硬度回归定量模型而言,使用非线性的回归模型能比线...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1激光诱导击穿等离子体产生示意图

图2-1激光诱导击穿等离子体产生示意图[114]高温等离子体中内部粒子处于高度电离的状态，在冷却过程中，众多处于高能子、原子和离子等粒子会向低能级跃迁，并伴随以光子的形式辐射能量。这些辐射出不同形式的光谱，主要包含由连续辐射发射出来的连续背景光谱，以及由离辐射和原子谱线辐射发....

图2-2等离子体中的能级跃迁形式

图2-2等离子体中的能级跃迁形式[35]等离子形成过程中可知，等离子体中有大量的自由电子，所以在冷却在着自由态电子向低能级跃迁的现象，即会不断产生连续辐射。总的产生，其次是离子谱线，最后是原子谱线，而且不同谱线的衰减速度上是随时间呈先增大后减小的趋势。等离子体中不同谱线辐射的....

图2-3等离子体不同谱线辐射声明周期示意图

图2-3等离子体不同谱线辐射声明周期示意图[114]等离子体的物理特性等离子体的物理特性用于表征等离子体的状态参数，理解这些特性参数对正确分析技术具有着重要意义。在LIBS技术应用中，主要分析对象是特征谱线的光强强度，其中特征谱线的于等离子体局部热平衡的假设条件下计算得....

图2-4LIBS实验系统示意图

华南理工大学硕士学位论文IBS实验台架介绍图2-4所示，LIBS实验系统由激光器、光谱仪、光传输系统、信号控制器要部件组成[99]。其中在LIBS实验中，激光光源通常使用Nd:YAG固体脉器，其能量与脉冲均可调；光谱仪通常使用中阶梯光栅光谱仪，一般其分积较小和色散率较....

本文编号：4052533