激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)是一种新兴的激光烧蚀光谱分析技术。该技术基于原子光谱与离子光谱的波长与特定的元素一一对应,光谱强度与对应元素的含量具有一定的量化关系的基本原理,利用高功率脉冲激光与物质相互作用产生等离子体,采用光学系统对等离子体中的原子和离子发射光谱进行收集,根据对应的光谱实现对物质化学元素的定性与定量分析。该技术由于具有无需样品预处理,可多元素同时分析,速度快,无辐射等优势,已经逐渐被应用到各行各业中。例如,在快速或在线煤质检测方面。目前国内外一些单位已经开展了LIBS应用于燃煤电厂快速煤质检测方面的研究,并取得了一定的成果。但大多数还主要停留在实验室阶段,尚未真正实现工业化应用和推广。本文首先介绍了煤质检测的现状,LIBS技术的先进性、基本原理、定量分析原理及技术特点；然后搭建了LIBS煤质分析实验装置,系统的优化了LIBS实验装置参数,发展了脉冲激光功率稳定系统,使得脉冲激光功率长时间运行时始终位于预设的区间内,保证了长期测量的稳定性；发展了合理的光谱预处理方法,并采用支持向量机和偏最小二乘法建立了煤质预测模型；在以上研究的基础上,开发了可快速检测煤样中灰分、挥发分、发热量等工业指标的LIBS煤质分析仪,并进行了工业现场测试,推动了该技术的实用化。论文就以上内容分为以下四个部分：1.介绍了激光诱导击穿光谱技术的应用背景和现状,详细的了解了等离子体形成过程、等离子体元素谱线产生的过程和展宽机制、LIBS技术的特点。2.建立了LIBS煤质分析实验装置,对装置中的关键参数进行了系统的优化,针对该技术在实用化当中,激光器输出的功率会由于长时间测量产生慢漂移的问题,我们建立了闭环负反馈式激光功率稳定系统,使得激光功率能够稳定在设定的区间,从而保证了长时间测量的稳定性。3.构建了实用有效的LIBS光谱数据预处理方法,包括采用洛伦兹与线型相结合的方式对光谱进行拟合并进行归一化与筛选。采用支持向量机和偏最小二乘法建立煤炭灰分工业分析指标的定标模型,利用上述两种模型对煤灰分值进行预测,预测的均方根误差分别为4.4%和4.5%。4.研制了适用于化验室分析的光电一体化的全自动激光煤质分析仪,可在120s内完成对煤样的灰分、挥发分、发热量等工业指标的测量。