[发明专利]特征峰强度标准偏差鉴别颗粒流激光等离子体光谱的方法

说明书

本发明公开特征峰强度标准偏差鉴别颗粒流激光等离子体光谱的方法。本发明利用激光诱导击穿光谱检测系统得到颗粒流样品的激光等离子体光谱数据，再计算所选取元素谱线的特征峰像素点强度的标准偏差值，根据设定的阈值鉴别光谱数据为有效或无效。本发明综合利用了激光等离子体光谱中元素谱线特征峰的分布信息，简化了鉴别光谱数据的过程，提高了剔除无效光谱的准确性。

技术领域

本发明涉及激光诱导击穿光谱技术直接测量颗粒流样品的光谱数据鉴别方法，特别涉及一种利用特征峰强度标准偏差鉴别颗粒流激光等离子体光谱的方法。

背景技术

在过程工业中，物料的元素成分测量主要采用现场采样，再送至实验室进行制样和离线分析为主，检测结果滞后，难以满足过程工业中基于在线/快速测量结果的自动控制要求。

近年来，激光诱导击穿光谱技术已经被应用于颗粒流状态下粉末样品元素成分的直接测量。相对传统的粉末压片或堆积状态，颗粒流状态下的测量会由于颗粒分散性分布和样品粒径不均匀等原因造成激发不稳定，甚至无样品被激发等情况，导致得到的等离子体光谱数据中包含了表征样品组分信息的有效光谱和无效激发的无效光谱。因此，需要对采集到的所有等离子体光谱进行光谱鉴别，剔除无效光谱，保存有效光谱。传统的光谱鉴别方法主要有两种，第一是根据元素特征谱线的强度值，第二是根据元素特征谱线的信噪比。这两种鉴别方法均存在较多的有效光谱被误剔除，同时有较多的无效光谱未被剔除的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用特征峰强度标准偏差鉴别颗粒流激光等离子体光谱的方法。利用激光诱导击穿光谱检测系统直接测量颗粒流状态下的样品元素组成信息，计算元素谱线特征峰像素点强度的标准偏差，通过对比与阈值的大小，实现快速鉴别颗粒流激光等离子体的光谱数据。

本发明实现上述目的的至少一个技术方案如下。

利用特征峰强度标准偏差鉴别颗粒流激光等离子体光谱的方法，包括如下步骤：

1)利用激光诱导击穿光谱检测系统对待测的颗粒流样品进行检测，得到激光等离子体光谱数据；

2)根据样品中化学组分及元素电离能，确定用于鉴别光谱数据的元素谱线；

3)根据下式计算所选元素谱线特征峰像素点强度的标准偏差：

其中，S为标准偏差，X_i为特征峰内第i个像素点强度，为特征峰内所有像素点强度的平均值，N为特征峰内像素点的个数；

4)根据设定的标准偏差阈值对所有颗粒流的激光等离子体光谱进行鉴别，大于阈值的光谱作为有效数据保存，小于标准偏差阈值的光谱作为无效数据剔除。

进一步优化的，第2)步所述用于鉴别光谱的元素谱线为样品中所有元素中选出一个元素含量随粒径分布变化小，且电离能处于所有元素电离能的中上水平的元素谱线。

进一步优化的，第3)所述的特征峰像素点强度为原始绝对强度、利用内标的相对强度和归一化强度中的任意一种。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

本发明通过所述计算方法与激光诱导击穿光谱技术的结合，综合利用了元素谱线特征峰像素点强度的标准偏差，简化了鉴别光谱数据的过程。相对传统的特征谱线绝对强度提高了剔除无效光谱的准确性。通过本发明的应用，可以提高激光诱导击穿光谱技术直接测量颗粒流样品的可靠性。

附图说明

图1是本发明的快速数据筛选流程图；

图2是有效击穿及无效击穿光谱对比图。

具体实施方式