拖尾峰处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种拖尾峰处理方法及装置，通过采集被测样本的色谱数据集，对色谱数据集进行去噪处理；将去除噪声后的色谱数据集分组，得到色谱数据子集；对色谱数据子集进行基线校正；初始化拖尾函数的参数，基于拖尾函数对色谱数据子集进行拟合，计算拟合误差；依据拟合误差更新拖尾函数的参数，直到拟合误差满足迭代终止条件，得到迭代后的拖尾函数并计算拖尾函数的峰面积；本发明专利技术通过提供一种拖尾峰处理方法及装置，对色谱数据中的拖尾峰进行迭代拟合，根据拟合误差更新拖尾函数的参数，使得拟合的拖尾函数接近色谱数据子集，计算迭代后的拖尾函数的峰面积，实现了对色谱数据子集的定性定量分析，提高了拖尾峰处理的准确度，减小了误差。

Treatment Method and Device of Tail Peak

【技术实现步骤摘要】
拖尾峰处理方法及装置
本专利技术涉及环境参数检测处理
，尤其是涉及一种拖尾峰处理方法及装置。
技术介绍
近年来，我国很多地区出现持续性大面积的雾霾天气，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，严重危害人体健康。雾霾中细颗粒物(PM2.5)被认为是造成雾霾天气的“元凶”，而挥发性有机物(VOCs)作为PM2.5和O3的重要载体，已成为现阶段我国大气环境领域的重点监测对象。VOCs是指沸点在50～260℃之间，室温下饱和蒸汽压超过133.322Pa的易挥发性化合物，其主要成分为烃类、含氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类、低沸点的多环芳烃类等，VOCs一般涉及的化合物种类多、数量大，传统的分析方法难以适用于复杂样本组分的定性定量分析。目前对VOCs的测定技术的研究方法越来越多，如气相色谱、气相色谱-质谱法(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)和激光光谱法等。当前主要的VOCs检测技术是气相色谱技术(GC)，利用样品在色谱柱中气相和固定相间分配系数的不同，经过反复多次分配从而实现分离，具有高效能、高选择性、高灵敏度、高分辨率、样品用量少、分析速度快和适用范围广等优点。但是，气相色谱仪器检测得的VOCs色谱数据经常含有噪声污染，形成的谱图中含有各种类型的基线漂移、重叠峰、拖尾峰和干扰峰等现象。在现有技术中分析处理拖尾峰时通常采用与规则的色谱峰一样的方法，而对规则的色谱峰的峰位、峰高和峰面积的分析方法有高斯拟合和对称零面积法，虽然这些方法能够准确计算标准的高斯峰形，但是当峰形不规则时，尤其对于拖尾严重的峰形，其分析的准确度往往不能令人满意、精确度较低、误差较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种拖尾峰处理方法及装置，以缓解现有技术中对拖尾峰分析处理过程中存在的精确度低、误差大的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种拖尾峰处理方法，该方法用于对色谱图中的拖尾峰进行处理，该方法包括：采集被测样本的色谱数据集；对采集的所述色谱数据集进行去噪处理；将去除噪声后的色谱数据集分组，得到色谱数据子集，每一色谱数据子集至少包含一完整的拖尾峰的色谱数据；对色谱数据子集进行基线校正；初始化拖尾函数的参数，基于拖尾函数对基线校正后的色谱数据子集进行拟合，计算拟合误差；依据计算的拟合误差更新拖尾函数的参数，直到计算的拟合误差满足迭代终止条件，得到迭代后的拖尾函数；计算迭代后的拖尾函数的峰面积。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，对色谱数据子集进行基线校正，包括：获取色谱数据子集中每一色谱数据对应的参数值，参数值包括时间值以及时间值对应的峰位值；将色谱数据子集的基线近似为线性方程，在色谱数据子集的基线上选取多个点，将选取到的点进行拟合，得到线性方程的系数；将系数输入到线性方程中得到色谱数据子集对应的基线方程；将色谱数据子集中每一色谱数据的时间值对应的峰位值减去对应的基线方程中时间值对应的基线值，得到基线校正后的时间值对应的色谱数据；基线校正后的所有时间值对应的色谱数据组成色谱数据子集。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，拖尾函数的公式为：mu为拖尾函数的峰位，erfc为互补误差函数，l为拖尾系数，w为峰宽；拟合误差的公式为：yture为测定的真实数据，ymodel＝g(x)/max(g(x))。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，依据计算的拟合误差更新拖尾函数的参数，包括：依据计算的拟合误差，选择N-M单纯形法对拖尾函数的参数进行更新。结合第一方面第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，选择N-M单纯形法对拖尾函数的参数进行更新，包括：获取色谱数据子集中n+1个时间值对应的电压值k1、k2、……、kn+1；计算电压值对应的拟合误差f(k1)、f(k2)、f(k3)、…、f(kn+1)；将拟合误差f(k1)、f(k2)、f(k3)、…、f(kn+1)进行从小到大排序，得到单纯形f(x1)≤f(x2)≤…≤f(xn+1)，x1、x2、...、xn+1∈{k1、k2、…、kn+1}；计算除去xn+1点之外的所有点构成图形的质心点x0；计算反射点xr，xr＝x0+α(x0-xn+1),α>0，α为反射点系数；将反射点xr对应的拟合误差f(xr)与拟合误差f(xj)进行比较，j＝1、2、…、n+1；若f(x1)≤f(xr)≤f(xn)，则用反射点xr替换最坏点xn+1，得到一个新的单纯形；若f(xr)<f(x1)，则计算膨胀点xε，xe＝x0+γ(xr-x0),γ>1，γ为膨胀点系数，如果膨胀点优于反射点，即f(xe)<f(xr)，则用膨胀点xε替换最坏点xn+1，得到一个新的单纯形，否则，用反射点xr替换最坏点xn+1，得到一个新的单纯形；若f(xn)≤f(xr)≤f(xn+1)，则计算压缩点xc，xc＝x0+ρ(xn+1-x0),0<ρ≤0.5，ρ为压缩点系数，用压缩点xc替换最坏点xn+1，得到一个新的单纯形；若f(xn+1)≤f(xr)，则计算收缩点xz，xz＝x1+σ(xj-x1)，z＝2、3、…、n+1，σ为收缩点系数，用收缩点xz代替除了x1点之外的所有点，继续迭代。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，迭代终止条件为：判断迭代次数是否大于等于预设的次数；若是，则终止迭代；若否，则判断迭代后的拟合误差值是否小于拟合误差阈值，若是，终止迭代。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，计算迭代后的拖尾函数的峰面积，包括：峰面积的计算公式为g(x)为迭代后的拖尾函数，h＝(xn-x1)/m，xi＝x1+ih，i＝0，1，…,n。结合第一方面至第一方面第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，对获取到的所述色谱数据集进行去噪处理，包括：选择Savitzky-Golay滤波器对色谱数据集进行平滑处理，去除色谱数据集中的噪声。第二方面，本专利技术实施例还提供一种拖尾峰处理装置，该装置包括：样本获取模块，用于采集被测样本的色谱数据集；去噪处理模块，用于对采集的色谱数据集进行去噪处理；数据集分组模块，用于将去除噪声后的色谱数据集分组，得到色谱数据子集，每一色谱数据子集至少包含一完整的拖尾峰的色谱数据；基线校正模块，用于对色谱数据子集进行基线校正；拟合误差计算模块，用于初始化拖尾函数的参数，基于拖尾函数对基线校正后的色谱数据子集进行拟合，计算拟合误差；迭代模块，用于依据计算的拟合误差更新拖尾函数的参数，直到计算的拟合误差满足迭代终止条件，得到迭代后的拖尾函数；面积计算模块，用于计算迭代后的拖尾函数的峰面积。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，基线校正模块包括：参数值获取单元，用于获取色谱数据子集中每一色谱数据对应的参数值，参数值包括时间值以及时间值对应的峰位值；拟合单元，用于将色谱数据子集的基线近似为线性方程，在色谱数据子集的基线上选取多个点，将选取到的点进行拟合，得到线性方程的系数；基线方程确定单元，用于将系数输入到线性方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拖尾峰处理方法，其特征在于，所述方法用于对色谱图中的拖尾峰进行处理，所述方法包括：采集被测样本的色谱数据集；对采集的所述色谱数据集进行去噪处理；将去除噪声后的所述色谱数据集分组，得到色谱数据子集，每一所述色谱数据子集至少包含一完整的拖尾峰的色谱数据；对所述色谱数据子集进行基线校正；初始化拖尾函数的参数，基于所述拖尾函数对基线校正后的所述色谱数据子集进行拟合，计算拟合误差；依据计算的拟合误差更新所述拖尾函数的参数，直到计算的拟合误差满足迭代终止条件，得到迭代后的所述拖尾函数；计算迭代后的所述拖尾函数的峰面积。

【技术特征摘要】
1.一种拖尾峰处理方法，其特征在于，所述方法用于对色谱图中的拖尾峰进行处理，所述方法包括：采集被测样本的色谱数据集；对采集的所述色谱数据集进行去噪处理；将去除噪声后的所述色谱数据集分组，得到色谱数据子集，每一所述色谱数据子集至少包含一完整的拖尾峰的色谱数据；对所述色谱数据子集进行基线校正；初始化拖尾函数的参数，基于所述拖尾函数对基线校正后的所述色谱数据子集进行拟合，计算拟合误差；依据计算的拟合误差更新所述拖尾函数的参数，直到计算的拟合误差满足迭代终止条件，得到迭代后的所述拖尾函数；计算迭代后的所述拖尾函数的峰面积。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述色谱数据子集进行基线校正，包括：获取所述色谱数据子集中每一色谱数据对应的参数值，所述参数值包括时间值以及所述时间值对应的峰位值；将所述色谱数据子集的基线近似为线性方程，在所述色谱数据子集的基线上选取多个点，将选取到的点进行拟合，得到所述线性方程的系数；将所述系数输入到所述线性方程中得到所述色谱数据子集对应的基线方程；将所述色谱数据子集中每一所述色谱数据的时间值对应的峰位值减去对应的所述基线方程中所述时间值对应的基线值，得到基线校正后的所述时间值对应的色谱数据；将基线校正后的所有时间值对应的色谱数据组成色谱数据子集。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拖尾函数的公式为：mu为所述拖尾函数的峰位，erfc为互补误差函数，l为拖尾系数，w为峰宽；所述拟合误差的公式为：yture为测定的真实数据，ymodel＝g(x)/max(g(x))。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据计算的拟合误差更新所述拖尾函数的参数，包括：依据计算的拟合误差，选择N-M单纯形法对所述拖尾函数的参数进行更新。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择N-M单纯形法对所述拖尾函数的参数进行更新，包括：获取所述色谱数据子集中n+1个时间值对应的电压值k1、k2、......、kn+1；计算所述电压值对应的拟合误差f(k1)、f(k2)、f(k3)、…、f(kn+1)；将所述拟合误差f(k1)、f(k2)、f(k3)、…、f(kn+1)进行从小到大排序，得到单纯形f(x1)≤f(x2)≤…≤f(xn+1)，x1、x2、...、xn+1∈{k1、k2、...、kn+1}；计算质心点x0，x0为除去xn+1点之外的所有点构成图形的质心；计算反射点xr，xr＝x0+α(x0-xn+1)，α＞0，α为反射点系数；将所述反射点xr对应的拟合误差f(xr)与拟合误差f(xj)进行比较，j＝1、2、...、n+1；若f(x1)≤f(xr)≤f(xn)，则用所述反射点xr替换最坏点xn+1，得到一个新的单纯形；若f(xr)＜f(x1)，则计算膨胀点xε，xe＝x0+γ(xr-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淑娟，张杰，姬红波，
申请(专利权)人：北京万维盈创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11