一种提升激光诱导击穿光谱检测精度的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提升激光诱导击穿光谱检测精度的方法，包括以下步骤：步骤一：用ICP检测样品中元素含量；步骤二：采集样本的LIBS数据；步骤三：选择分析元素的LIBS发射谱线；步骤四：利用变维粒子群优化

【技术实现步骤摘要】
一种提升激光诱导击穿光谱检测精度的方法及系统


[0001]本专利技术涉及激光诱导击穿光谱对样品元素定量分析的
，具体来说是一种提升激光诱导击穿光谱检测精度的方法及系统。

技术介绍

[0002]激光诱导击穿光谱技术(Laser
‑
Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是一种原子光谱技术，它利用脉冲激光聚焦于样品表面，激发样品产生等离子体发射光谱，通过光谱的波长和强度可以确定样品中元素的种类和相对含量，可以用于对元素的检测。相较于传统的元素分析方法，如电感耦合等离子体发射光谱法(ICPES)、原子吸收分光光度法(AAS)、氢化物发生
‑
原子荧光法(HG
‑
AFS)、紫外
‑
可见光分光光度法(UV
‑
VIS)等，LIBS除了具有光谱检测技术速度快的优点外，还可以直接对样品进行检测，无需预处理、操作简单、成本低，并且多组分同时分析，可以远程遥控和在线分析。该技术适用于固体、液体、气体等各种物质形态，在核工业、环境、冶金、农业本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升激光诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：S01.收集元素含量存在梯度分布的样品作为建模样本集，并使用ICP检测每份样品的元素含量；S02.采集所述样本的LIBS数据；S03.选择分析元素的LIBS发射谱线；S04.采用变维粒子群优化
‑
组合移动窗算法对元素的LIBS发射谱线波段选择；其中LIBS发射谱线的波长为粒子，LIBS发射谱线区间的大小为窗口，LIBS发射谱线波长的集合为群体，需要进行筛选的LIBS发射谱线波段为粒子群，将所述LIBS发射谱线和化学值作为算法的输入，经过变维粒子群优化
‑
组合移动窗算法计算，输出最优的光谱区间位置；S05.利用筛选后的特征波段建立元素定量分析模型。2.根据权利要求1所述的一种提升激光诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于，所述步骤S04中采用维粒子群优化
‑
组合移动窗算法对元素的LIBS发射谱线波段选择的具体过程为：(1)对于M个粒子，使用等式D
i
＝min(D
max
,fix((i
‑
1)/(M/D
max
))+1)初始化粒子的尺寸；其中，D
i
是粒子i的维数，粒子i的位置x
i
采用均匀分布随机初始化，粒子i的速度v
i
具有与其位置相同的维度，并由零填充，fix()是将自变量舍入到最接近零的整数，M是粒子群的粒子数，D
max
是窗口的最大维数；(2)评估每个粒子的目标函数值，设置p
bi
为当前粒子位置，p
g
为具有最佳目标函数的粒子位置；(3)更新每个粒子的维度；使用方程v
i
＝w
×
v
i
+c1×
rand()
×
(p
bi
‑
x
i
)+c2×
rand()
×
(p
g
x
i
)更新每个粒子的位置和速度矢量；其中w为惯性权重，c1和c2为加速系数，rand()函数用于生成0
‑
1区间内均匀划分的随机数；将每个粒子的最佳值与其当前目标函数进行比较，并更新p
bi
和p
g
，循环直至迭代完成，p
g
是最终选定的波长结果。3.根据权利要求1或2所述的一种提升激光诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于，所述步骤S03具体为，对采集的LIBS数据进行SNV预处理去除无关噪声和背景，然后以若干条原子发射谱线作为某元素的LIBS发射谱线；取每个LIBS发射谱线波段附近的若干个光谱数据点，并将该若干个波段融合形成该元素的LIBS发射谱线。4.根据权利要求1或2所述的一种提升激光诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于，所述步骤S05中采用化学计量学算法建立元素定量分析模型。5.根据权利要求4所述的一种提升激光诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于，所述化学计量学算法采用最小二乘法构建元素的定量分析模型。6.一种提升激光诱导击穿光谱检测的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，王海萍，张鹏飞，徐琢频，吴跃进，詹玥，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：