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)R
2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
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(d2)以最小的
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作為選擇譜線比值的初始臨界R
2即
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(d3)選擇其
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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
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Δ為預(yù)先設(shè)定的步長,若
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大于等于
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中的最大
值,則執(zhí)行步驟(d6),否則回到步驟(d3);
(d6)做RMSECV和
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的關(guān)系曲線,從中得到最小RMSECV對應(yīng)的
![]()
就做為最優(yōu)
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選取
其
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>最優(yōu)
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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。