[發(fā)明專利]一種基于迭代離散小波背景扣除的痕量元素XRF測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011534473.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN112748140B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李福生;馬騫;程惠珠;趙彥春;楊婉琪;何星華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N23/223
• 分類號(hào): G01N23/223;G06K9/00
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

本發(fā)明公開了一種基于迭代離散小波背景扣除的痕量元素XRF測(cè)定方法，將待測(cè)樣品的原始檢測(cè)譜線信號(hào)做L層一維離散小波分解，得到每層的一次低頻逼近系數(shù)，選擇最優(yōu)分解層及對(duì)應(yīng)的一次低頻逼近系數(shù)a_v；然后對(duì)一次低頻逼近系數(shù)a_v進(jìn)行迭代離散小波分解，當(dāng)連續(xù)N次相鄰兩次迭代結(jié)果的差值均小于預(yù)設(shè)精度時(shí)，停止迭代，并將最近一次迭代結(jié)果作為近似背景信號(hào)，進(jìn)而得到扣除背景后信號(hào)；分別計(jì)算康普頓峰散射強(qiáng)度和目標(biāo)元素的特征X射線熒光強(qiáng)度，近似處理后，得到目標(biāo)元素的定量分析值。本發(fā)明所述方法可有效避免峰值的偏移和原譜圖信號(hào)峰面積的影響，提升痕量元素的定量檢測(cè)精度，將檢測(cè)信噪比提升三倍以上，降低痕量元素的檢出限。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜數(shù)據(jù)的分析處理技術(shù)改進(jìn)領(lǐng)域，特別涉及一種基于迭代離散小波背景扣除的痕量元素XRF測(cè)定方法。

背景技術(shù)

能量色散X射線熒光光譜檢測(cè)技術(shù)由于其幾乎不需要樣品預(yù)處理、無(wú)污染以及快速便捷分析的能力可以滿足痕量元素檢測(cè)的各種需求，光譜儀檢測(cè)譜圖包含背景信息、特征X射線、逃逸峰、疊加峰等信息。受儀器系統(tǒng)、檢測(cè)環(huán)境以及樣品本身的性質(zhì)等諸多因素的影響，光譜信號(hào)總存在不同程度的背景干擾。此外，每一臺(tái)儀器上帶有的含金屬元素的部件會(huì)影響空測(cè)時(shí)的譜圖，例如光管、準(zhǔn)直器、頭殼翻蓋含有的金屬元素，都無(wú)可避免的會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響。因此去除譜線背景影響，獲得有效精準(zhǔn)的譜峰凈強(qiáng)度，對(duì)提高測(cè)試信噪比、降低檢出限以精確定量檢測(cè)微量元素有著重要的意義。

對(duì)來(lái)自空氣、樣本、儀器等方面產(chǎn)生的連續(xù)譜和散射線的背景扣除計(jì)算，除了改進(jìn)硬件測(cè)試電路外，傳統(tǒng)應(yīng)用中常采用的方法還有：剝峰法、多項(xiàng)式擬合法、傅里葉變換法等。采用剝峰法扣除背景，可以較好的保持原來(lái)峰的位置，但是其運(yùn)算過(guò)程會(huì)對(duì)原來(lái)譜線的峰值面積有一定影響，且很大程度上依賴于原始譜線的形狀。多項(xiàng)式擬合常常因?yàn)檫^(guò)擬合而造成樣品譜圖的失真。經(jīng)典的傅里葉變換可以反映出信號(hào)的整體內(nèi)涵，但其表現(xiàn)形式往往不夠直觀，并且噪聲會(huì)使得譜圖復(fù)雜化。傳統(tǒng)背景扣除方法會(huì)導(dǎo)致峰值的偏移以及影響原譜圖信號(hào)峰面積，且檢測(cè)精度不高，對(duì)此，本發(fā)明提出了一種基于迭代離散小波背景扣除的痕量元素XRF(X Ray Fluorescence，X射線熒光光譜法)測(cè)定方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于迭代離散小波背景扣除的痕量元素XRF測(cè)定方法，在不影響峰值和原譜圖信號(hào)峰面積的情況下，顯著提高元素檢測(cè)信噪比從而精確獲取微量元素含量信息，降低元素檢出限。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于迭代離散小波背景扣除的痕量元素XRF測(cè)定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲得待測(cè)樣品的原始檢測(cè)譜線信號(hào)f₀；

步驟2：使用小波基對(duì)步驟1所得原始檢測(cè)譜線信號(hào)f₀進(jìn)行L層一維離散小波分解，得到L層離散小波分解層，再根據(jù)每一層的離散小波分解層重構(gòu)出對(duì)應(yīng)的一次低頻逼近系數(shù)a_j，j＝1,…,L，其中L由原始檢測(cè)譜線信號(hào)f₀的譜線通道長(zhǎng)度決定；

步驟3：根據(jù)步驟1所得原始檢測(cè)譜線信號(hào)f₀的譜線形狀，選擇最接近但不超過(guò)原始檢測(cè)譜線信號(hào)f₀中各特征峰波谷位置的最優(yōu)分解層v及其對(duì)應(yīng)的一次低頻逼近系數(shù)a_v；

步驟4：對(duì)步驟3所得最優(yōu)分解層v的一次低頻逼近系數(shù)a_v進(jìn)行迭代離散小波分解，定義k為迭代次數(shù)，k＝1時(shí)，對(duì)一次低頻逼近系數(shù)a_v進(jìn)行離散小波分解，得到二次低頻逼近系數(shù)a_v¹，將二次低頻逼近系數(shù)a_v¹作為本次迭代的本底，進(jìn)行下一次迭代；