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一種采用多譜線比值法提高激光探針分析精確度的方法

  • 專利類型:發(fā)明專利
  • 有效期:不限
  • 發(fā)布日期:2021-09-28
  • 技術(shù)成熟度:通過中試
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態(tài)核實
  • 簽署交易協(xié)議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 技術(shù)(專利)類型 發(fā)明專利
  • 申請?zhí)?專利號 CN201410852515.4 
  • 技術(shù)(專利)名稱 一種采用多譜線比值法提高激光探針分析精確度的方法 
  • 項目單位 華中科技大學(xué)
  • 發(fā)明人 李祥友,李闊湖,曾曉雁,郭連波,陸永楓,楊新艷,李嘉銘,王旭朝,朱光正,鄒孝恒,喻惠武 
  • 行業(yè)類別 醫(yī)藥制造-制藥設(shè)備
  • 技術(shù)成熟度 通過中試
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯(lián)系人 朱柯寧
  • 發(fā)布時間 2021-09-28  
  • 01

    項目簡介

    本發(fā)明屬于激光探針定量分析技術(shù),具體為一種提高激光探針分析精確度的方法,以利用多譜線比值法提高激光探針定量分析準(zhǔn)確度和精密度。該方法首先對被測元素和基體元素的多條譜線間的強(qiáng)度比值進(jìn)行優(yōu)化,然后將優(yōu)化后的一些強(qiáng)度比值作為定量分析模型的輸入值,對模型進(jìn)行訓(xùn)練,使用訓(xùn)練后的分析模型實現(xiàn)對被測物中被測元素的定量分析。該方法自動去除不合適的譜線比值,只留下那些能很好地反映被測元素含量信息和等離子體狀態(tài)信息的被測元素譜線和基體元素譜線的強(qiáng)度比值留下來參與定量分析,同時,在較寬的譜線強(qiáng)度比值選擇范圍內(nèi),本發(fā)明的分析準(zhǔn)確度和精密度都好于內(nèi)標(biāo)法,說明魯棒性很好,有利于定量分析。
    展開
  • 02

    說明書

    1.一種提高激光探針分析精確度的方法,首先在采集的標(biāo)準(zhǔn)樣品光譜中找到至少一條
    能反映被測元素含量變化的譜線,另外根據(jù)決定系數(shù)選擇基體元素的至少二條譜線,其譜
    線強(qiáng)度能夠反映其所處位置的等離子體狀態(tài)信息;利用找到的標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素的譜線
    和基體元素的譜線的一部分強(qiáng)度比值作為輸入值,標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素的含量作為標(biāo)準(zhǔn)輸
    出,對選取的分析模型進(jìn)行訓(xùn)練,獲得訓(xùn)練好的分析模型和被測元素最優(yōu)譜線比值集C1的
    構(gòu)成規(guī)則,再按下述過程對被測元素進(jìn)行分析:
    第1步使用激光探針系統(tǒng)采集被測物的光譜,并找到和標(biāo)準(zhǔn)樣品中該被測元素的最優(yōu)
    譜線比值集C1中比值所用到的被測元素譜線和基體元素譜線;
    第2步根據(jù)分析模型校準(zhǔn)環(huán)節(jié)獲得的被測元素最優(yōu)譜線比值集C1的構(gòu)成規(guī)則,構(gòu)建被
    測物中被測元素的最優(yōu)譜線強(qiáng)度比值集C2;
    第3步將被測元素最優(yōu)譜線強(qiáng)度比值集C2中的譜線強(qiáng)度比值作為輸入值,代入訓(xùn)練后
    的分析模型,輸出被測元素的含量;
    所述分析模型的訓(xùn)練過程為:
    (a)選用n個和被測物基體構(gòu)成盡可能一致、元素含量已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品,使用激光探針
    系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)樣品采集光譜數(shù)據(jù);
    (b)在采集的標(biāo)準(zhǔn)樣品光譜中找到被測元素譜線和基體元素譜線;
    (c)計算標(biāo)準(zhǔn)樣品的被測元素譜線和基體元素譜線間的強(qiáng)度比值,將每一條被測元素
    譜線分別除以每一條基體元素譜線,得到包括m個譜線強(qiáng)度比值的譜線強(qiáng)度比值集C;
    (d)分析模型參數(shù)確定與譜線強(qiáng)度比值集C優(yōu)化:
    根據(jù)譜線強(qiáng)度比值和被測元素含量所做校準(zhǔn)曲線的決定系數(shù)R2的大小作為該強(qiáng)度比值
    的優(yōu)劣判據(jù),對譜線強(qiáng)度比值集C中的譜線強(qiáng)度比值進(jìn)行選擇,選取合適的譜線強(qiáng)度比值作
    為分析被測元素含量所用的最優(yōu)譜線強(qiáng)度比值集C1,將譜線強(qiáng)度比值集中的譜線比值作為
    分析模型的輸入值,標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素的含量作為標(biāo)準(zhǔn)輸出,對分析模型進(jìn)行訓(xùn)練并預(yù)
    測被測元素含量,根據(jù)訓(xùn)練和預(yù)測結(jié)果,確定最優(yōu)譜線強(qiáng)度比值集及其構(gòu)成規(guī)則和選定的
    分析模型參數(shù);
    (e)使用步驟(d)確定的最優(yōu)譜線強(qiáng)度比值集C1作為輸入,以標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素含量
    作為標(biāo)準(zhǔn)輸出;并以選定的分析模型參數(shù)和訓(xùn)練參數(shù),對分析模型進(jìn)行訓(xùn)練,得到訓(xùn)練后的
    分析模型。
    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高激光探針分析精確度的方法,其特征在于,所述分析模型
    為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),支持向量機(jī),偏最小二乘法,或者主成分回歸模型。
    3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高激光探針分析精確度的方法,其特征在于,步驟(d)中分
    析模型參數(shù)確定與譜線強(qiáng)度比值集優(yōu)化的具體過程為:
    (d1)計算譜線比值與所有用于訓(xùn)練分析模型的標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素含量所做校準(zhǔn)曲
    線的決定系數(shù)計算
    (d2)以最小的作為選擇譜線比值的初始臨界R2
    (d3)選擇其的譜線比值作為BP-ANN的輸入值;按照BP-ANN中數(shù)據(jù)歸一化和反
    歸一化的規(guī)則,對輸入值和輸出值進(jìn)行歸一化和反歸一化操作;采用去一交叉驗證法對標(biāo)
    準(zhǔn)樣品中被測元素含量進(jìn)行預(yù)測;
    (d4)嘗試選取分析模型的不同參數(shù),重復(fù)步驟(d3)直到輸出結(jié)果一致,然后計算交叉
    驗證的均方根誤差RMSECV;
    (d5)令Δ為預(yù)先設(shè)定的步長,若大于等于中的最大
    值,則執(zhí)行步驟(d6),否則回到步驟(d3);
    (d6)做RMSECV和的關(guān)系曲線,從中得到最小RMSECV對應(yīng)的就做為最優(yōu)選取
    >最優(yōu)的譜線比值組成最優(yōu)譜線比值集C1,比值優(yōu)化完成;把計算最小RMSECV所用
    的分析模型結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練參數(shù)作為分析模型的結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練參數(shù),并記錄最優(yōu)譜線比值集C1的
    構(gòu)成規(guī)則。
    4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高激光探針分析精確度的方法,其特征在于,步驟(d3)的具
    體過程為:
    (d31)每次從n個標(biāo)準(zhǔn)樣品中去掉1個,將剩余的n-1個標(biāo)準(zhǔn)樣品的光譜數(shù)據(jù)的譜線比值
    作為校準(zhǔn)集,對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練;
    (d32)將去掉的那個標(biāo)準(zhǔn)樣品的譜線比值集合作為測試集,將測試集輸入由訓(xùn)練集訓(xùn)
    練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測對應(yīng)的樣品中被測元素的含量;
    (d33)將所有n個標(biāo)準(zhǔn)樣品按照步驟(d31)和(d32)輪流測試一遍,每個樣品必須并且僅
    測試一次,獲得各標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素的含量。
    5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一所述的提高激光探針分析精確度的方法,其特征在于,所
    述被測物中被測元素最優(yōu)譜線強(qiáng)度比值集C2的構(gòu)成規(guī)則與所述標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素最優(yōu)
    譜線強(qiáng)度比值集C1的構(gòu)成規(guī)則一致。
    展開

專利技術(shù)附圖

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