[发明专利]一种发射光谱背景动态校正的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学测量技术领域，尤其涉及一种发射光谱背景动态校正的方法，它可以被应用于电感耦合等离子体、微波化学发射光谱法等。

背景技术

在发射光谱分析中，通常需要建立样品浓度与谱线发射强度之间的关系，并根据标准曲线对实测样品中待测组分浓度进行推算实现定量分析。在建立标准曲线时，通常希望获取到谱线发射强度的净信号，即仅与待测元素浓度相关的强度值。但实际中，直接获取到的光谱数据是叠加在背景光谱之上的。由于发射光谱数据的加和性，一般可以通过离峰法与在峰法扣除背景光谱对光谱数据进行强度校正。

离峰法是通过在分析谱线两端找到两个合适的背景点，通过插值得到谱线中心位置处的光谱背景并从分析谱线中扣除的方法。这种方法只适合缓慢的背景估计，而且当分析线两端存在谱线重叠干扰时很难找到合适的两点进行插值。

在峰法是通过测量空白样品的光谱作为背景光谱。这种方法十分准确，但是需要空白样品与分析样品基本一致，否则扣除效果不理想。在使用中，可以使用在峰法对分析谱线进行预处理，降低背景光谱的波动程度，然后通过离峰法进行进一步校准。在峰法除了基体匹配问题外，在仪器测试过程中，由于环境温度变化引起光谱仪暗电流、暗噪声、光电转换线性度发生变化，从而使背景光谱强度具有温度依赖性；在使用基于时间分辨光谱测量时，如ETV、气体发生法测量待测元素波长处的强度随时间的变化情况，但是在出信号时可能会产生由于气压变动使得等离子体形态发生变化从而导致测试观测高度发生变化，等离子体的背景光谱也因此发生了整体涨落情况。在上述三种情况下，背景光谱均发生了变化，因此通过简单的扣除空白样品的光谱可能会使样品光谱中的背景扣除过渡或扣除欠缺。

发明内容

为了克服传统的在峰法无法解决背景技术中的背景光谱随时间或者样品溶液发生变换的问题，以及处理空白背景光谱与样品背景光谱之间部分数据强度值接近导致权重较大引起的背景数据映射失效的情况，本发明提出一种发射光谱背景动态校正的方法，其可以在较宽的光谱范围内，背景相似性不同的情况下，根据空白背景光谱和连续背景干扰的样品谱图进行自适应背景扣除。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种发射光谱背景动态校正的方法，包括以下步骤：

S1，采集空白背景谱图，包括m个谱图数据；

S2，采集带有连续背景干扰的样品谱图，包括m个与所述空白背景谱图的谱图数据相对应的谱图数据；

S3，根据空白背景谱图数据和连续背景干扰的样品谱图数据计算权重；

S4，使用不同方法处理权重；

S5，从所述样品谱图中的各点选择宽度为n的数据宽度，并从所述空白背景谱图中选择对应的n个数据进行拟合得到校正关系，其中n≤m，并且n为奇数；

S6，将参与拟合的宽度为n的数据点的空白背景谱图的中心点输入校正关系得到该点的样品的估计背景；

S7，对采集到的m个谱图数据，依次重复步骤S5和S6，得到完整的各点的样品的估计背景；

S8，将所述样品谱图扣除所述各点的样品的估计背景，得到干净的信号谱图。

较佳的，所述步骤S5中，进行拟合时，拟合方法为统计学方法，统计学方法为加权最小二乘法。

较佳的，步骤S4和S5中，采用数据的权值w(i)抑制样品谱图中的异常数据对拟合结果的影响，所述异常数据包括信号峰数据、干扰峰数据、强度接近点，i为对应数据的索引号。

较佳的，步骤S7中，对各点进行拟合校正得到样品的估计背景消除了较宽波长范围内，连续背景干扰的样品谱图数据和空白背景数据的背景相似性不同的影响。

较佳的，权值w(i)＝1/((I_{sa bg}(i)-I_{bl bg}(i))²+max_iΔy_i²)，其中max_iΔy_i²＝maxi(I_{sa bg}(i)-I_{bl bg}(i))²；