[發明專利]基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法

在審

• 申請號: 201911036903.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110907430A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 陳熙;陳孝敬;徐邈;孟留偉;石文;黃光造;李里敏;朱德華
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 劉建龍

1.基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取多個以吸附有重金屬離子的單顆粒微塑料實驗樣本為集合元素的實驗樣本集：每個實驗樣本集所吸附重金屬離子的種類不同，每個實驗樣本集均包含多個實驗樣本子集，同一實驗樣本集內每個實驗樣本子集所吸附重金屬離子的種類相同、濃度不同，同一實驗樣本子集內每個實驗樣本所吸附重金屬離子的種類和濃度均相同；

獲取每個實驗樣本子集對應的LIBS光譜樣本子集；

對每個LIBS光譜樣本子集內的每個LIBS光譜樣本進行預處理；

提取預處理后的每個LIBS光譜樣本的對應于相應重金屬元素的特征波段；

將預處理后的每個LIBS光譜樣本子集內的LIBS光譜樣本劃分為訓練樣本和修正樣本；

根據每個訓練樣本的特征波段信息以及對應的重金屬離子吸附種類信息和吸附濃度數據，建立單顆粒微塑料復合重金屬污染檢測模型；

根據修正樣本對單顆粒微塑料復合重金屬污染檢測模型進行修正；

采集待檢測的單顆粒微塑料實際樣本，獲取該單顆粒微塑料實際樣本的LIBS光譜特征波段信息并將其輸入至修正后的單顆粒微塑料復合重金屬污染檢測模型，得到該單顆粒微塑料實際樣本的重金屬離子吸附種類信息及吸附濃度數據。

2.如權利要求1所述的基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，所述獲取每個實驗樣本子集對應的LIBS光譜樣本子集的步驟具體為：

采用激光誘導擊穿光譜儀獲取每個實驗樣本子集中每個實驗樣本的LIBS光譜樣本，進而得到該實驗樣本子集對應的LIBS光譜樣本子集。

3.如權利要求2所述的基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，在所述對每個LIBS光譜樣本子集內的每個LIBS光譜樣本進行預處理的步驟中，采用變量標準化算法對LIBS光譜樣本進行預處理。

4.如權利要求3所述的基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，在所述提取預處理后的每個LIBS光譜樣本的對應于相應重金屬元素的特征波段的步驟中，采用主成分分析法提取LIBS光譜樣本的對應于相應重金屬元素的特征波段。

5.如權利要求4所述的基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，所述將預處理后的每個LIBS光譜樣本子集內的LIBS光譜樣本劃分為訓練樣本和修正樣本的步驟具體為：

在每個LIBS光譜樣本子集內，隨機選取三分之二的LIBS光譜樣本作為訓練樣本，將其余的LIBS光譜樣本作為修正樣本。

6.如權利要求5所述的基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，在所述根據每個訓練樣本的特征波段信息以及對應的重金屬離子吸附種類信息和吸附濃度數據，建立單顆粒微塑料復合重金屬污染檢測模型的步驟中，采用偏最小二乘回歸算法建立單顆粒微塑料復合重金屬污染檢測模型。

7.如權利要求6所述的基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，所述根據修正樣本對單顆粒微塑料復合重金屬污染檢測模型進行修正的步驟具體為：

根據每個修正樣本的特征波段信息以及對應的重金屬離子吸附種類信息和吸附濃度數據，對單顆粒微塑料復合重金屬污染檢測模型進行修正。

8.如權利要求7所述的基于LIBS的單顆粒微塑料復合重金屬污染的無損檢測方法，其特征在于，所述獲取該單顆粒微塑料實際樣本的LIBS光譜特征波段信息的步驟具體為：

獲取該單顆粒微塑料實際樣本的LIBS光譜特征，對該LIBS光譜特征進行預處理，提取預處理后的該LIBS光譜樣本的特征波段。