[发明专利]一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法

权利要求书

1.一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，其特征在于：包括以下步骤

S1：水稻样品栽培和制备，获取水稻干叶样本和水稻压片样本；

S2：光谱数据采集，水稻干叶样本的LIBS光谱采集采用单点获取的模式，水稻压片样本的LIBS光谱采集采用累积获取的模式；

S3：铬参考值获取，水稻叶片重金属铬元素参考值由ICP-MS测得；

S4：针对S1中获得的水稻压片样本，基于共线双脉冲信号增强技术进行水稻重金属铬定量分析；针对S1中获得的水稻干叶样本，基于正交双脉冲信号增强技术进行水稻铬定量检测；

S5：基于正交双脉冲信号增强技术进行水稻叶片铬含量分布可视化。

2.根据权利要求1所述的一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，其特征在于：所述S1的具体步骤如下：

步骤a1:水稻经Cr处理12星期后，于灌浆结实期进行采样，用于LIBS分析；

步骤a2:收集水稻叶片后于烘箱中烘干，获得水稻干叶样本。用于干叶LIBS检测；

步骤a3:干叶LIBS检测后，将每个样本叶片进行研磨压片，制成方形压片，水稻压片样本；

步骤a3:收集100μM胁迫水平下的剩余水稻叶片，烘干后放置于磨机中振荡，并将同一样本混合均匀，用于参数优化。

3.根据权利要求1所述的一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，其特征在于：所述S4中，基于共线双脉冲信号增强技术进行水稻重金属铬定量分析的具体步骤如下：

步骤b1：分析脉冲间隔时间对信号信背比的增强效果；

步骤b2：分析激光能量比值对信号信背比的增强效果；

步骤b3：分析单、双脉冲对谱线特征增强效果；

步骤b4：分别建立多变量模型和单变量模型，并对建模结果进行比较。

4.根据权利要求1所述的一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，其特征在于：所述S4中，基于正交双脉冲信号增强技术进行水稻铬定量检测的具体步骤如下：

步骤c1：分析预烧灼双脉冲模式、再加热双脉冲模式下脉冲间隔时间对信号信背比的增强效果；

步骤c2：分析预烧灼双脉冲模式、再加热双脉冲模式下激光能量比值对信号信背比的增强效果；

步骤c3：分析单、正交再加热双脉冲对谱线特征增强效果；

步骤c4：分别建立多变量模型和单变量模型，并对建模结果进行比较。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，其特征在于：所述多变量模型建模方法包括线性方法PLS和非线性方法SVM，单变量模型建模方法为定标曲线法。

6.根据权利要求3所述的一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，其特征在于：所述步骤b4中分别基于单、双脉冲PLS模型RC值筛选出的特征变量，并将此筛选出的特征变量均作为后续基于特征波长建模所用的变量，基于特征变量的多变量建模结果表明基于特征变量的双脉冲建模结果优于单脉冲建模结果，并且非线性模型SVM的建模效果优于线性模型PLS的建模效果；单变量模型中铬含量为ICP-MS测得的参考值，所用变量为基于PLS模型RC值所筛选出铬元素发射谱线对应的峰值变量，将单变量定量预测模型和多变量定量预测模型相比，最优的单变量模型结果要优于全谱的建模结果，但是比基于RC值筛选特征变量建立的多变量模型较差。

7.根据权利要求4所述的一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，其特征在于：所述步骤c4中分别基于单、正交再加热双脉冲PLS模型RC值筛选出的特征变量，并将此筛选出的特征变量均作为后续基于特征波长建模所用的变量，基于本步骤得到的特征变量分别建立PLS线性模型和SVM非线性模型，对于单脉冲LIBS和正交双脉冲LIBS，SVM均取得最优的结果，在PLS模型和SVM模型中，正交双脉冲的建模结果均优于单脉冲的建模结果；单变量建模的最优模型要优于全谱的单变量建模结果，但是与基于特征变量的建模相比其效果较差。