为加强中国科大精密机械与精密仪器系全球系友的联系与交流，2025年6月22日，中国科大精密机械与精密仪器系“系友论坛”第四十五期线上讲座成功举行。本次讲座邀请潘从元系友（全国劳动模范）分享激光光谱检测相关内容，论坛主题为“工业物料成分激光光谱在线检测仪器研发与应用”，深入分享了其团队在智能感知装备领域，特别是利用LIBS技术攻克工业现场成分在线检测难题的创新成果与宝贵经验。
潘博士在报告中开宗明义地指出，钢铁、有色、石化、建材、电力等流程工业是国民经济支柱，其智能化升级是国家战略重点。然而，当前这些行业普遍存在一个关键短板：工艺核心参数——物料成分的检测严重依赖人工取样和离线化验室分析，耗时长达数小时甚至隔天，导致调控滞后、依赖经验、管控粗放。他以美国能源部数据为例，钢铁行业因离线检测导致约3%产品降级或废弃，损失巨大。因此，能够在冶炼现场极端复杂工况（高温、粉尘、烟气、强干扰、空间受限、物料状态多变）下实现实时、在线、连续的成分检测技术，成为智能工厂建设的迫切需求和国家级规划明确支持的方向。
面对这一挑战，潘博士团队选择并深耕激光诱导击穿光谱技术作为核心解决方案。他详细阐述了LIBS的原理：利用高能脉冲激光聚焦照射样品表面产生等离子体，通过分析其发射光谱即可确定元素种类和浓度。该技术具有无需取样制样、非接触、无辐射、绿色安全的显著优势，被誉为分析领域的超级巨星。其普适性极强，可检测固体、液体、气体等多种形态物料，覆盖元素周期表中绝大多数元素（如Cu, Fe, Al, Mg, Pb, Zn, Si, Ni等），浓度范围从ppm级到99%以上。
潘博士强调，将LIBS技术从实验室推向极端恶劣的工业现场是巨大挑战。金星智控团队通过十余年的持续攻关和工程化创新，成功解决了液面波动、环境光干扰、粉尘烟气屏蔽、强电磁干扰、高温适应性等难题，开发出拥有完全自主知识产权的系列化工业级LIBS在线检测仪器，例如GS-LIB2100激光成分分析仪等。
潘博士特别指出，LIBS在线检测的代表性优于传统单点取样化验。通过每秒数十次、累计数千次的连续检测并进行统计分析，其结果更能反映物料的整体混杂状况。团队还创新性提出了混杂因子概念，用于监测熔体带渣比例，有效预警炉况异常。
基于核心的在线成分（及温度）检测能力，金星智控进一步开发了与各行业工艺深度融合的智能闭环控制系统，赋能企业降本增效、节能减排、质量提升。例如，钢铁烧结碱度闭环控制：通过在二混前在线检测混合料成分，实时反馈调整原料配比，显著提高烧结矿碱度稳定率。据行业数据，碱度稳定率每提高10%，高炉产量可提升1.5%，焦比降低1%。该技术打破了国外垄断，大幅降低了用户投资成本；铁包数字化系统：在高炉出铁过程中，对铁水成分、温度进行全程在线检测，自动匹配包号、炉次、重量、时间，生成铁水。该系统打通了铁钢界面，消除了铁厂与钢厂的质量争议，减少了中间测温取样环节，降低了温降损失，提高了调度精准性。其在线配包结果与铁包化验的相关性达0.8，高于传统的0.6。
最后潘博士展示了金星智控LIBS技术在国内龙头企业的成功应用案例与显著效果。例如白银有色指出，“在线检测安装投用，为稳定工艺指标、降低生产成本提供了有力的技术支撑和保障”。目前，该技术及产品已广泛应用于有色（铜、镍、铅、锌等）、钢铁、煤炭等行业，覆盖冶炼工艺多个关键节点，在国内实现体系化、标准化应用，并开始走向海外。在锂电回收等新兴领域也在积极拓展。
报告人简介：
潘从元，0609，博士，研究员，合肥金星智控科技股份有限公司首席技术官。2010年毕业于中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，2015年毕业于中国科学技术大学国家同步辐射实验室。主要研究方向为工业在线检测仪器及智能化系统，相关成果获得安徽省科技进步一等奖、有色金属行业科技进步一等奖、全国制造业智能解决方案一等奖等奖励，个人获评全国工业和信息化系统劳动模范、央视“专精特新年度高人”安徽省特殊津贴等荣誉。