[发明专利]一种桑椹中重金属元素铬的快速准确检测方法

权利要求书

1.一种桑椹中重金属元素铬的快速准确检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、样本准备：挑选n个成熟度均一，无病虫害，无机械伤的桑椹样本；使用分析纯K₂CrO₄配置出0，50，150，300，600和1000mg/L Cr⁶⁺离子溶液；将挑选出的n个桑椹样本均分成6份，分别浸入配置的6组Cr⁶⁺离子溶液中；取出浸泡充分后的桑椹，用去离子水冲洗桑椹表面若干次，去除桑椹表面残留的Cr⁶⁺离子溶液；

b、标准铬含量测定:采用国家标准方法测定n个桑椹样本中的重金属铬含量实测值，依次记为Y₁～Y_n，作为LIBS光谱数据建模所用的参考值，其中，第k个样本的重金属铬含量实测值为Y_k，1≤k≤n；

c、样本压片：将n个桑椹样本烘干、分别磨粉、分别压片，得到样本压片n个；

d、LIBS光谱数据采集：采集n个桑椹压片样品LIBS数据分别标记为S₁～S_n，S₁～S_n均包含了LIBS光谱全波段谱线强度信息；LIBS光谱具有m个波段的激发谱线，则样本S_k中的第j个波段的激发谱线强度为其中1≤k≤n，1≤j≤m；

e、特征谱线选定：对桑椹样本的LIBS光谱，确定重金属铬元素的3个特征激发谱线位置分别为λ₁＝425.46nm，λ₂＝427.51nm和λ₃＝429.00nm，则样本S_k对应的3个特征激发谱线强度分别为1≤i≤3；

f、设定第一轮变换计算公式：定义第一轮变换计算公式其中，中上标2为平方数；

g、令i＝1，将的所有计算结果按照计算公式以及j的不同分成4×m组，每一组计算结果内根据k的变化具有n个计算结果，计算每一组计算结果与Y_k之间的皮尔逊相关系数，选取相关系数最高的5组计算结果，5组计算结果对应的激发谱线波段的波长分别记为λ_T1，λ_T2，λ_T3，λ_T4，λ_T5，将对应的计算公式分别记为特征变量T₁，T₂，T₃，T₄，T₅；令i＝2，将的所有计算结果按照计算公式以及j的不同分成4×m组，每一组计算结果内根据k的变化具有n个计算结果，计算每一组计算结果与Y_k之间的皮尔逊相关系数，选取相关系数最高的5组计算结果，5组计算结果对应的激发谱线波段的波长分别记为λ_T6，λ_T7，λ_T8，λ_T9，λ_T10，将对应的计算公式分别记为特征变量T₆，T₇，T₈，T₉，T₁₀；令i＝3，将的所有计算结果按照计算公式以及j的不同分成4×m组，每一组计算结果内根据k的变化具有n个计算结果，计算每一组计算结果与Y_k之间的皮尔逊相关系数，选取相关系数最高的5组计算结果，5组计算结果对应的激发谱线波段的波长分别记为λ_T11，λ_T12，λ_T13，λ_T14，λ_T15，将对应的计算公式分别记为特征变量T₁₁，T₁₂，T₁₃，T₁₄，T₁₅；

h、将步骤f中四个公式的互换位置，得到第二轮变换计算公式，分别为

i、将的计算结果按照步骤g中的方法选取相关系数最高的15组计算结果，15组计算结果对应的激发谱线波段的波长分别记为λ_T16～λ_T30，将对应的计算公式分别记为特征变量T₁₆～T₃₀；

j、基于初步筛选的特征变量T₁～T₃₀建立初步预测模型：Y¹＝a₁T₁+a₂T₂+…+a₃₀T₃₀+b，其中，a₁～a₃₀为对应系数、b为常数项；

k、对于步骤j基于30个特征变量建立的多元线性回归模型，删除模型中对应系数绝对值最小的5个特征变量；然后基于剩余的25个特征变量再次建立多元线性回归模型，再次删除模型中对应系数绝对值最小的5个特征变量；最后基于剩余的20个特征变量再次建立多元线性回归模型，并再次删除模型中对应系数绝对值最小的5个特征变量，获得15个最优的特征变量，依次分别记为T₁'～T'₁₅，然后基于剩余的15个最优特征变量，采用多元线性回归模型，建立桑椹重金属铬含量检测的定标模型：

Y²＝a'₁T₁'+a'₂T₂'+…+a'₁₅T'₁₅+b'

其中，Y²为重金属铬含量的预测值，a'₁～a'₁₅为对应系数，b'为常数项；

l、采集待测样本P的LIBS光谱数据，根据步骤k中的定标模型，从而实现待测样本中重金属铬含量的快速检测。