[發明專利]一種順序式波長色散X射線熒光光譜智能分析方法

有效

• 申請號: 201910160301.3
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109829513B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 李元香;高晶
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F18/2411
• 分類號: G06F18/2411;G06F18/23213;G06F18/27;G01N23/223
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發明公開了一種順序式波長色散X射線熒光光譜智能分析方法，使用智能分析技術對順序式波長色散X熒光光譜(XRF)數據進行分析處理。首先對標準樣本和待測樣本的X射線熒光光譜數據進行去重疊和干擾修正，得到校正后的元素含量數據；然后對獲取的標準已知樣本的X射線熒光光譜數據，使用適合于稀疏數據的譜聚類方法進行訓練和自動聚類；最后分析處理待測樣本的X射線熒光光譜數據，使用SVM算法對待測樣本予以分類。針對目前國內順序式波長色散X熒光光譜領域的圖譜分析自動化技術相關研究的空白和缺失，本發明能在很大程度上減少XRF分析中的人工干預，從而極大提高了對XRF數據的分析和處理效率，對光譜儀的自動化有著十分重要的意義。

技術領域

本發明屬于波譜分析技術領域，涉及一種順序式波長色散X射線熒光光譜分析方法，特別涉及一種對順序式波長色散熒光光譜儀數據進行智能分析和自動處理的方法。

背景技術

近幾十年計算機技術快速地發展，對于波譜類分析技術而言，產生了十足影響，使得傳統的分析技術漸漸地轉向智能化，并且各種分析儀器在使用時，人工干預程度也逐漸降低。智能分析軟件作為XRF譜儀的靈魂，對改善其分析結果精確度和保障其穩定運行有著不可替代的作用。首先，產品本身的分析模型需要運用軟件工程技術進行規范設計和開發完善；其次，該模型也需在產品的應用過程中運用智能計算技術進行分析，逐步完善模型的分析能力，提高其分析精度；再次，隨著產品的推廣應用和檢測技術的發展，將會積累越來越多的實際應用數據和技術數據，為了充分運用這些不可多得的寶貴資料，必須依靠智能計算技術進行深入挖掘，運用軟件技術進行規范整理；最后，隨著產品市場的拓展，光譜儀應用行業的增加，也需根據各行業特征進行有效的管理。

發明內容

針對目前國內順序式波長色散X熒光光譜領域的圖譜分析自動化技術相關研究的空白和缺失，本發明開拓性地提出了一種順序式波長色散X射線熒光光譜分析方法。

本發明所采用的技術方案是：一種順序式波長色散X射線熒光光譜智能分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取標準樣品數據；

獲取的標準樣品數記為n，標準樣品的數據包括元素含量w_ij和元素熒光強度I_ij，元素含量w_ij為元素j在樣品i中的含量，在標準樣品中所有元素含量是已知的；經熒光光譜儀測得的元素熒光強度I_ij表示樣品i中的元素j所測得的熒光強度，單位為CPS；其中，j∈[1,m]，i∈[1,n]，m表示樣品i中含有的元素總量；

步驟2：標準樣品數據預處理；

首先計算出需要考慮的元素的總含量，然后分別計算出各個元素在其中的占比，以此替代含量作為聚類分析的依據；

步驟3：對標準樣品進行聚類；

步驟4：測試待測樣本數據，得到待測樣品中的元素熒光強度；

步驟5：去重疊和干擾修正；

步驟6：利用SVM實現對待測樣本的分類，確定未知樣本的種類。

本發明具有如下優點和有益效果：

(1)本發明中建立了順序式色散波長X射線熒光光譜的數據庫系統，能收集所測樣品的數據信息，可進一步利用深度學習等智能分析方法對數據的隱藏特征進行挖掘，對于完善和改進目前的先驗知識庫有著極大的幫助；

(2)借助本智能分析方法，相比之前的人工經驗分析能對標準樣品進行更加準確的類別劃分，也提高了對待測樣品種類預測的效率；

(3)本發明中的智能分析方法，減少了實際應用中對熒光光譜儀產生的測試數據進行校正和分析的人工干預，能進一步使熒光光譜儀的功能自動化；

(4)本發明降低了使用熒光光譜分析儀的學習成本，對使用者的專業知識要求大大降低。