激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)通过强脉冲激光烧蚀样品表面激发出等离子体,然后探测等离子体的发射谱线,是一种可以对样品可探测的所有元素同时分析的测量技术。LIBS技术具有测试快速、多元素同时分析、支持在线测量以及远程测量等优点,是近年来发展迅速的一种测量技术,在钢铁、水泥以及水质监测等领域已经有了很多研究进展和相关应用。煤质检测领域中由于煤种类繁多,成分复杂,且对各类工业指标分析结果要求较高,传统检测方法所需的时间及资金成本较大,目前市面上还没有较好的快速煤质分析仪器。LIBS煤质分析仪可以对生产线上的煤类产品进行元素成分和工业指标的智能、快速监测分析,对提高生产效率具有很大帮助,有很大的应用价值。针对LIBS在煤质检测行业的应用目标,本文从原理出发,结合实际应用,实现了 LIBS快速煤质分析仪的样机研发,并且进行了实地测试,满足国家相关标准和要求。研究工作主要包括:(1)根据煤成分复杂的特点,提出采用偏最小二乘法建立煤的工业指标预测模型,分析了影响LIBS测量光谱稳定性及重复性的几种因素;(2)设计和研制了一套基于光晶格实验中的激光相位锁定系统,分析了激光相位对光晶格中原子对比度的影响;(3)研究不同光路结构对系统稳定性的影响,选择合适器件和最佳结构进行设计制作,完成了分析仪整体机箱以及相关模块的装配;(4)完成实验室测试并前往山西进行现场测试,测试结果均达到国家标准。本论文中LIBS激光煤质分析仪的实现,为煤质快速在线检测提供一种新的方法,也为LIBS的相关应用奠定了一定的理论基础。图50幅,表5个,参考文献68篇。