本申請屬于金屬材料檢測，尤其涉及一種應(yīng)用于金屬材料定量檢測的libs特征譜線篩選方法。

背景技術(shù)：

1、光譜數(shù)據(jù)選取作為光譜分析中重要的一環(huán)，在相關(guān)研究和工程中都有著舉足輕重的地位。通常，光譜數(shù)據(jù)選取通過評估光譜數(shù)據(jù)相關(guān)指標(biāo)來完成，如利用信噪比、分辨率和穩(wěn)定性來衡量。盡管目前已誕生出多種有效的光譜選擇技術(shù)來幫助獲取到優(yōu)質(zhì)的光譜數(shù)據(jù)，但是逐條判別光譜受干擾性，并排除光譜發(fā)射線位置相鄰、重疊峰等數(shù)據(jù)的方法較少，使得從中獲取到高質(zhì)量光譜信息仍然具有挑戰(zhàn)性。例如，在進行激光誘導(dǎo)擊穿光譜（libs）分析時，不同類型的元素發(fā)射線位置發(fā)生干擾或重疊，在對某一元素進行分析時易受到非目標(biāo)元素的影響，利用這類譜線進行定量分析將會極大地干擾定量檢測模型的穩(wěn)定性與精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請的目的在于提供一種應(yīng)用于金屬材料定量檢測的libs特征譜線篩選方法，通過對libs特征譜線進行洛倫茲擬合，提取出受干擾程度較低的第一目標(biāo)譜線，同時進行敏感度與波動性分析篩選出更加穩(wěn)定的第二目標(biāo)譜線，以減少對發(fā)射線位置相鄰發(fā)生干擾或重疊譜線的利用率，同時解決因為譜線相互干擾而導(dǎo)致定量精度無法提高的問題。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N應(yīng)用于金屬材料定量檢測的libs特征譜線篩選方法，包括：利用激光誘導(dǎo)等離子體技術(shù)獲取具有不同目標(biāo)元素濃度的金屬材料樣品的libs特征譜線；

3、對每一個目標(biāo)元素濃度下的libs特征譜線進行洛倫茲擬合，以得到符合面積差值要求的該目標(biāo)元素濃度下的第一目標(biāo)譜線；

4、對不同目標(biāo)元素濃度的第一目標(biāo)譜線進行敏感度分析和波動性分析，得到能夠反映所述金屬材料樣品元素含量變化的第二目標(biāo)譜線。

5、進一步的，所述利用激光誘導(dǎo)等離子體技術(shù)獲取具有不同目標(biāo)元素濃度的金屬材料樣品的libs特征譜線，包括：

6、制備出具有不同元素濃度的多個金屬材料樣品；

7、利用激光誘導(dǎo)等離子體技術(shù)獲取每一個金屬材料樣品的libs光譜；

8、根據(jù)預(yù)先確定的目標(biāo)元素，基于nist數(shù)據(jù)庫，從每一個libs光譜中提取出所述目標(biāo)元素對應(yīng)的libs特征譜線；

9、其中，所述目標(biāo)元素為組成所述金屬材料樣品的金屬元素。

10、進一步的，所述對每一個目標(biāo)元素濃度下的libs特征譜線進行洛倫茲擬合，以得到符合面積差值要求的該目標(biāo)元素濃度下的第一目標(biāo)譜線，包括：

11、針對每一個目標(biāo)元素濃度下的libs特征譜線，識別出每一個libs特征譜線的波峰，并以該波峰為中心，向兩側(cè)采集相同數(shù)量的數(shù)據(jù)點；

12、針對每一個libs特征譜線，基于采集到的數(shù)據(jù)點進行洛倫茲擬合，并計算波峰兩側(cè)的面積差值；

13、將面積差值小于預(yù)定閾值的libs特征譜線，確定為該目標(biāo)元素濃度下的第一目標(biāo)譜線。

14、進一步的，所述相同數(shù)量的取值范圍為[3，8]；每一邊采集到的數(shù)據(jù)點的強度按照采集順序遞減。

15、進一步的，所述對不同目標(biāo)元素濃度的第一目標(biāo)譜線進行敏感度分析和波動性分析，得到能夠反映所述金屬材料樣品元素含量變化的第二目標(biāo)譜線，包括：

16、針對每一個第一目標(biāo)譜線，根據(jù)該第一目標(biāo)譜線的強度和所對應(yīng)的目標(biāo)元素的濃度，判斷該第一目標(biāo)譜線是否滿足敏感度要求；

17、若判定該第一目標(biāo)譜線滿足敏感度要求，則利用z分?jǐn)?shù)法判斷該第一目標(biāo)譜線是否滿足波動性要求；

18、若判定該第一目標(biāo)譜線滿足波動性要求，則將該第一目標(biāo)譜線確定為能夠反映所述金屬材料樣品元素含量變化的第二目標(biāo)譜線。

19、進一步的，根據(jù)該第一目標(biāo)譜線的強度和所對應(yīng)的目標(biāo)元素的濃度，判斷該第一目標(biāo)譜線是否滿足敏感度要求，包括：

20、若該第一目標(biāo)譜線的強度和所對應(yīng)的目標(biāo)元素的濃度為正相關(guān)，則判定該第一目標(biāo)譜線滿足敏感度要求；

21、若該第一目標(biāo)譜線的強度和所對應(yīng)的目標(biāo)元素的濃度不為正相關(guān)，則判定該第一目標(biāo)譜線不滿足敏感度要求，并剔除該第一目標(biāo)譜線。

22、進一步的，所述利用z分?jǐn)?shù)法判斷該第一目標(biāo)譜線是否滿足波動性要求，包括：

23、若該第一目標(biāo)譜線的z分?jǐn)?shù)的絕對值小于2，則判定該第一目標(biāo)譜線滿足波動性要求；

24、若該第一目標(biāo)譜線的z分?jǐn)?shù)的絕對值不小于2，則判定該第一目標(biāo)譜線不滿足波動性要求，并剔除該第一目標(biāo)譜線。

25、進一步的，其特征在于，通過以下公式計算所述第一目標(biāo)譜線的z分?jǐn)?shù)：

26、；

27、式中，代表第一目標(biāo)譜線的強度，代表各第一目標(biāo)譜線的強度的平均值，代表各第一目標(biāo)譜線的強度的標(biāo)準(zhǔn)差。

28、進一步的，在得到能夠反映所述金屬材料樣品元素含量變化的第二目標(biāo)譜線之后，所述方法還包括：

29、將所述第二目標(biāo)譜線作為輸入變量，將該第二目標(biāo)譜線所對應(yīng)的目標(biāo)元素濃度作為輸出變量，訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以得到金屬材料定量檢測模型；

30、其中，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：輸入層、注意力層、隱藏層和輸出層。

31、本申請?zhí)峁┑膽?yīng)用于金屬材料定量檢測的libs特征譜線篩選方法，通過對libs特征譜線進行洛倫茲擬合，提取出受干擾程度較低的第一目標(biāo)譜線，同時進行敏感度與波動性分析篩選出更加穩(wěn)定的第二目標(biāo)譜線，以減少對發(fā)射線位置相鄰發(fā)生干擾或重疊譜線的利用率，同時解決因為譜線相互干擾而導(dǎo)致定量精度無法提高的問題。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于金屬材料定量檢測的libs特征譜線篩選方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述利用激光誘導(dǎo)等離子體技術(shù)獲取具有不同目標(biāo)元素濃度的金屬材料樣品的libs特征譜線，包括：

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對每一個目標(biāo)元素濃度下的libs特征譜線進行洛倫茲擬合，以得到符合面積差值要求的該目標(biāo)元素濃度下的第一目標(biāo)譜線，包括：

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述相同數(shù)量的取值范圍為[3，8]；每一邊采集到的數(shù)據(jù)點的強度按照采集順序遞減。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對不同目標(biāo)元素濃度的第一目標(biāo)譜線進行敏感度分析和波動性分析，得到能夠反映所述金屬材料樣品元素含量變化的第二目標(biāo)譜線，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)該第一目標(biāo)譜線的強度和所對應(yīng)的目標(biāo)元素的濃度，判斷該第一目標(biāo)譜線是否滿足敏感度要求，包括：

7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用z分?jǐn)?shù)法判斷該第一目標(biāo)譜線是否滿足波動性要求，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過以下公式計算所述第一目標(biāo)譜線的z分?jǐn)?shù)：

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在得到能夠反映所述金屬材料樣品元素含量變化的第二目標(biāo)譜線之后，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N應(yīng)用于金屬材料定量檢測的LIBS特征譜線篩選方法，包括：利用激光誘導(dǎo)等離子體技術(shù)獲取具有不同目標(biāo)元素濃度的金屬材料樣品的LIBS特征譜線；對每一個目標(biāo)元素濃度下的LIBS特征譜線進行洛倫茲擬合，以得到符合面積差值要求的該目標(biāo)元素濃度下的第一目標(biāo)譜線；對不同目標(biāo)元素濃度的第一目標(biāo)譜線進行敏感度分析和波動性分析，得到能夠反映所述金屬材料樣品元素含量變化的第二目標(biāo)譜線。所述方法能夠減少對發(fā)射線位置相鄰發(fā)生干擾或重疊譜線的利用率，同時解決因為譜線相互干擾而導(dǎo)致定量精度無法提高的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：林京君,代攀楊,黃玉濤,林曉梅
受保護的技術(shù)使用者：長春工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4