[发明专利]一种污秽化合物识别方法和装置

权利要求书

1.一种污秽化合物识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)，发射激光脉冲对污秽样品进行烧蚀，在污秽样品表面诱导产生等离子体；

S2、收集所述等离子体，得到光谱数据；

S3、对光谱数据进行处理和分析，得到污秽样品中的元素种类并将元素谱线特征量代入对应元素的定标模型中，获得元素离子的浓度；

S4、根据离子的浓度利用配对算法进行阴阳离子的配对；其中，当阴阳离子的种类数大于2时，进行FCM聚类分析，属于同一类别中的阴离子、阳离子，代表来源于同一化合物；其中，当聚类的类别中出现多种配对情况时，进行各阴阳离子间的马氏距离计算，马氏距离短者优先配对；将已完成配对离子的相关数据剔除，重复以上配对过程直至剩余的阴阳离子种类数小于等于2，得到配对结果。

2.如权利要求1所述的污秽化合物识别方法，其特征在于，所述元素谱线特征量包括谱线强度和/或谱线强度比。

3.如权利要求1或2所述的污秽化合物识别方法，其特征在于，步骤S3中，所述对光谱数据进行处理包括：对光谱数据进行预处理，去除背景光谱的干扰，并进行归一化处理。

4.如权利要求1至3任一项所述的污秽化合物识别方法，其特征在于，步骤S4中，取类别数为c＝floor(n/2)，n为离子种类数，floor表示向下取整数，设置隶属度矩阵的加权指数为2，最大迭代次数为100，隶属度最小变化量为10^-5。

5.如权利要求1至4任一项所述的污秽化合物识别方法，其特征在于，所述定标模型通过如下步骤获得：

利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)对已知不同元素含量的污秽样品进行测试，对获得的光谱数据进行预处理，去除背景光谱的干扰，并进行归一化处理；对各常见元素分别选取其谱线强度较强的特征谱线，将谱线强度与元素含量进行定标，得到所述定标模型。

6.如权利要求1至5任一项所述的污秽化合物识别方法，其特征在于，使用的LIBS系统包括激光器、光路系统、控制器以及光谱仪，选择合适的激光能量、收光角度与光谱仪延迟时间，获得信噪比、信背较高的光谱信号。

7.如权利要求1至6任一项所述的污秽化合物识别方法，其特征在于，所述污秽化合物为绝缘子表面污秽化合物。

8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序由处理器执行时，实现如权利要求1至6任一项所述的污秽化合物识别方法的步骤S3-S4。

9.一种污秽化合物识别装置，其特征在于，包括处理装置、LIBS系统和信号采集装置，其中，所述LIBS系统发射激光脉冲对污秽样品进行烧蚀，在污秽样品表面诱导产生等离子体，所述信号采集装置收集所述等离子体，得到光谱数据，所述处理装置根据离子的浓度利用配对算法进行阴阳离子的配对，其中，当阴阳离子的种类数大于2时，进行FCM聚类分析，属于同一类别中的阴离子、阳离子，代表来源于同一化合物；其中，当聚类的类别中出现多种配对情况时，进行各阴阳离子间的马氏距离计算，马氏距离短者优先配对；将已完成配对离子的相关数据剔除，重复以上配对过程直至剩余的阴阳离子种类数小于等于2，得到配对结果。

10.如权利要求9所述的污秽化合物识别装置，其特征在于，所述信号采集装置采用光纤收集等离子发射光谱。