一、成果简介

针对不同行业的不同产品所涉及多种不同元素，特别是轻元素（Z<11）的快速实时定量检测需求，本前沿技术依托脉冲激光诱导原子发射光谱的绿色技术，解决全元素快速检测的技术问题，开发快速全元素定量检测智能光谱技术，从而解决智能制造领域的关键传感器环节的产品需求，将在食品、药品、煤炭、土壤、冶金等领域实现大规模应用，填补相关传感器缺失的技术空白。

本项目瞄准国家智能制造快速全元素检测技术空白，针对煤电企业十三五规划节煤降耗重大需求，注重理工结合，基于微区增强光谱理论及技术研制开发了在线煤质分析仪。利用大介电常数限域理论及放电增强光谱技术部分抑制了基体效应的影响【OE，2017；OE，2018】，光谱强度增加近10倍，光谱稳定度提高了57%，实现了高精度光谱测量，解决了煤质检测准确性低、稳定性差的问题，进而完成了高稳定性全元素快速检测光谱系统产业化应用【JAAS，2020】，建立了产业化基地。该系统可完成C、H、N、S在内的50余种元素高精度快速定量分析，并给出煤热值、灰分、挥发分、水分四大指标。

图1：本项目研发的在线产品

二、应用领域

工业企业在线质量管理，煤电企业节能降耗，燃烧控制，品质鉴定，土壤行业元素快速监测，海关大宗商品有益有害元素快速筛查。

本项目目前已为煤企提供了绿色煤质在线检测解决方案，先后在山东某电厂装机七套，打通煤电企业燃烧控制最后一个技术环节，每个机组可年均节能百万元，总计节能千万余元，并大大降低了元素检测不当导致的锅炉事故率，将改变煤电行业的粗犷式运行方式。该系统还将在海关、土壤、医药等民用领域实现大规模应用，并且在某海关完成海关矿石等大宗商品在线监测系统的开发和现场应用，以及土壤快速监测车载系统，为某光机所和某土壤所提供技术服务。

图2：在线分析仪运行界面

三、市场前景

我国全元素快速检测市场潜力巨大，涵盖煤质检测、土壤检测、药品检测等多个行业，市场容量近千亿元。传统元素检测技术采样率低，样品准备和处理过程繁琐，例如电力行业煤质分析需要4-6个小时，不能满足实时配煤、燃煤精细化控制、节能增效等大环境需求；现存实时分析技术都是依托于放射性方法，如中子活化技术等，其放射性受到行业抵触；并需要严格的安评和环评检查。全元素快速检测仪，融合了LIBS技术实时、绿色环保的优点，并在此基础上首创光谱增强方法，大大提高检测准确性，突破LIBS技术产业化难题，真正实现又快又准检测。由此可见，我们的产品具有独一无二的技术优势，解决了检测行业痛点，迎合检测市场需求，发展前景广阔。

设备运行后，全部元素检测准确度均达到行业标准，章丘电厂每年直接节煤效益106万元，间接经济效益高达1500万元（科学配煤，以标煤800元/吨为例，保守估计发电利用小时在5000小时左右，每年可节约1500万元）事故率为0，带来安全效益高达3000万元。（以600MW机组燃煤电厂为例，全年一般有2-3次“熄火”事故，损失200万元以上；1-2次爆燃事故，损失超过2000万元；另外，10多次因“带不上负荷”造成调度局的AGC罚款，损失超过500万元）2018年6月，基于LIBS的土壤实时检测车载系统实验成功。

四、知识产权

1、本产品为自主知识产权；

2、已授权发明专利多项。

五、合作方式

合作开发或其它方式。

六、对接方式

（1）合作意向方联系北理工技术转移中心；

（2）北理工技术转移中心沟通了解意向方情况；

（3）会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。

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