[发明专利]一种适用于元素分析的能谱知识库应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种元素分析的数据处理技术方法，具体涉及一种中子活化元素分析的数据处理技术方法。

背景技术

建材、煤炭、热电、冶金、矿山等行业需要对输送皮带上散装物料的元素成分及含量进行分析，以指导生产。利用中子活化瞬发γ分析技术的多元素分析仪作为一种主要的在线元素分析仪器，可很好的实现对输送皮带上散装物料的连续分析。

目前该类仪表的分析原理，都是中子照射在物料上，与物料中各元素原子核发生反应，不同元素放射出不同能量及强度的特征γ射线，通过检测特征γ射线的能量辨识元素种类，通过检测特征γ射线的强度得出元素含量。

而具体的分析方法，则是采用针对某元素的特征γ射线的峰面积来构建对应该元素含量的数学模型，然后通过实测样品标定的方式来确定数学模型中的参数。即根据对若干组已知元素含量的物料进行测量，将已知的元素含量以及该元素特征峰面积代入数学模型，通过线性回归或非线性回归的处理，获得数学模型中的各个参数。

但是该方法的弊端是：不能对未知元素分析，而且对于未构建数学模型的元素也无法分析；同时还无法分析元素含量在标定样的覆盖范围之外的物料；而每次增加标定样品后，都需要重新进行回归处理。

发明内容

针对上述存在的缺陷，本发明提出一种新颖的中子活化元素分析的数据处理技术方法。该方法摈弃了原始的标定方法，采用直接与谱形知识库中众多谱形进行有效比对的方式，获取新测量谱形所对应的被测物料中各组成元素的成分及含量等信息。

该方法的执行基础是要构建一个标准而规范的谱形知识库，即要求谱形知识库中的谱形，具有相同的“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同。如果是非规范的谱形，则需要通过谱形变换，如可通过常规的“峰漂移修正”及“活时间修正”等处理方法，即可换算成为规范谱形后再存入谱形知识库中。

本发明所述的数据处理技术方法具体方案如下：

第一步：当实测谱形需要分析时，首先对实测谱形进行规范化，即将实测谱形变换修正为与谱形知识库中各谱形具有一致的“能量-道址”对应关系及测量时间；

第二步：对变换后的实测谱形进行寻峰处理，即通过寻峰算法，确认变换后的实测谱形中峰的数量以及每个峰对应的道址位置；

第三步：对谱形知识库中的各谱形进行相似性寻找，首先进行“峰位置一致”寻找；

若能够在谱形知识库中寻找到符合“峰位置一致”寻找条件的谱形的数量超过三个，则直接进行第四步；否则系统提示“建议将该谱形增补进知识库”，并继续进行“峰位置包容”寻找；

若能够在谱形知识库中寻找到符合“峰位置一致”寻找条件及符合“峰位置包容”寻找条件的谱形的总数量超过三个，则直接进行第四步；否则继续进行“峰位置缺失”寻找；

若能够在谱形知识库中寻找到符合“峰位置一致”、“峰位置包容”、“峰位置缺失”寻找条件的谱形的总数量超过三个，则继续进行第四步；否则终止分析；

第四步：对查找到的相似谱形进行相似性比对并排序，即将第三步中所最终寻找到的谱形文件分别与变换后的实测谱形进行相似性比对，并按照相似度从大到小的顺序进行排列；

第五步：选取与变换后的实测谱形具有相似度最高的三个谱形，通过与变换后的实测谱形一次对每个峰都进行“峰净面积-元素含量线性回归”，分析出实测谱形所对应的物料中各组成元素的含量；即对所选取的三个谱形以及变换后的实测谱形共计四个谱形中的各个峰进行净面积计算，然后依次对相同道址的峰以及该峰所对应的元素进行三个谱形中峰净面积数与各自所对应的元素含量的线性回归，确立该元素的含量与峰净面积数的关系函数，再将变换后的实测谱形对应该道址的峰的净面积数代入关系函数，计算得出变换后的实测谱形所对应的该元素的含量；通过对变换后的实测谱形中的逐个峰进行这样的运算处理，得到变换后的实测谱形所对应的各种元素的含量；

假如所选取的三个谱形中有“峰位置缺失”寻找的谱形，存在变换后的实测谱形中某些峰位置无法在所选取的三个谱形中全部有对应的存在，即无法分析，则该峰所对应的元素的含量将不进行分析。

 其中所述的“峰位置一致”寻找，即从谱形知识库中寻找出具有如下特征的全部谱形文件：该谱形文件中的峰的数量以及每个峰所对应的道址位置，与变换后的实测谱形中峰的数量以及每个峰对应的道址位置完全一致；