[发明专利]一种基于激光诱导击穿光谱的元素定量分析方法

权利要求书

1.一种基于激光诱导击穿光谱的元素定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、输入需要绘制Saha-Boltzmann图的元素；

S2、判断需要匹配的对应元素原子和离子信息是否均已存在，若不存在，则读取光谱文件，生成对应元素原子和离子信息；若存在，则进行步骤S3；

S3、读取已匹配的对应元素原子和离子信息；

S4、预设等离子体温度；

S5、更新等离子体温度，绘制Saha-Boltzmann图；

S6、拟合Saha-Boltzmann图；

S7、利用Saha-Boltzmann图曲线计算等离子体温度；

S8、判断计算的等离子体温度是否与预设的等离子体温度接近，若否，则执行步骤S5；若是，则执行步骤S9；

S9、计算配分函数，使用CF法得出各组分浓度；

S10、结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光诱导击穿光谱的元素定量分析方法，其特征在于，所述步骤S2中，读取光谱文件，生成对应元素原子和离子信息的方法包括以下步骤：

S21、读取光谱文件；

S22、进行中值滤波，保存滤波后的文件；

S23、判断是否有需要校准的点的文件，若是，则执行步骤S24；

S24、读取需要校准的点的文件；

S25、读取下一个点；

S26、使用滤波后的文件，提取中心点波长两侧的点；

S27、判断是否接近中心点的那个点的谱线强度更大，若是，则执行步骤S28，若否，则执行步骤S29；

S28、代入公式计算，得出拟合值赋给中心点，并更新到滤波后的文件中；

S29、判断文件中是否还剩未校准的点，若是，则执行步骤S25；若否，则执行步骤S30；

S30、寻找峰值，生成对应元素原子和离子信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光诱导击穿光谱的元素定量分析方法，其特征在于，所述步骤S28中，当校准点x左右两侧对应的波长和光谱强度分别为x1、x2、y1和y2时，校准点x的光谱强度可计算为：

4.根据权利要求1所述的一种基于激光诱导击穿光谱的元素定量分析方法，其特征在于，所述步骤S8和步骤S9中，计算配分函数的方法为：配分函数Us(T)将使用CF法中F值的求解，求解F值使用归一法，即所有元素的浓度相加为1，公式如下：

其中qs为拟合斜线的截距，通过上式解得F值，可理论计算出各组分的浓度，公式如下：

5.根据权利要求1所述的一种基于激光诱导击穿光谱的元素定量分析方法，其特征在于，所述步骤S7中，利用Saha曲线计算等离子体温度的方法为：根据预设的等离子体温度，计算各谱线对应的Saha-Boltzmann平面上的点；计算公式如下：

上式中，m_e为电子质量，k_B为玻尔兹曼常数，h为普朗克常数，n_e为电子密度；

通过求得的平面上的点拟合出Saha-Boltzmann斜线，该斜线的斜率可计算出等离子体温度，通过对比计算出来的等离子体温度和预设的等离子体温度，逐步迭代计算出实际的等离子体温度。