一种基于质谱的层状结构成分分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于质谱的层状结构成分分析方法，包括以下步骤：(1)将待测样品放置到移动平台上，采用视觉检测相机获取待测样品的截面图像，将截面图像发送给工业计算机分析处理；(2)工业计算机通过图像处理软件对截面图像进行分析处理；(3)根据图像分析处理的结果进行人工干预，人工干预设置要分析的层及顺序从而生成击打轨迹；(4)根据击打轨迹来设置移动平台的移动轨迹；(5)激光根据击打轨迹来击打移动平台上的待测样品，受到击打的位置形成颗粒溅落；(6)采用单颗粒质谱仪对溅落的颗粒进行分析。本发明专利技术可快速、准确的分析层状结构的各层物质成分信息，对人文科学研究具有重要的意义。要的意义。要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于质谱的层状结构成分分析方法

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[0001]本专利技术属于层状结构分析
，特别涉及一种基于质谱的层状结构成分分析方法。

技术介绍
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[0002]树木的截面、珊瑚的岩石截面、海螺的外壳等等均为分层结构，这些结构的每一个层次都包含了特定的年份信息。如树木的截面为一圈一圈的结构，也称为年轮，一个年轮代表树木经历所生长环境一个周期的变化，代表着一年生长的情况，从年轮宽窄还可以了解树木的经历、树木与当时当地环境气候的关系；日本科学家在对一遗址的两棵老雪松进行碳14检测后发现其曾在公元8世纪末遭到神秘宇宙辐射能量的冲击，774年至775年间的碳14含量，比其他年间的年轮多1.2％，按这样的碳浓度推算，当时环境的高辐射物质含量更是惊人，即使在太阳耀斑大喷发周期内产生的能量，也远低于此次宇宙辐射冲击所带来的能量。因此对这类分层结构的成分信息进行分析，具有着重要的人文科学意义。
[0003]而目前对层状结构进行分析的研究较少，建立一种快速、准确的分析方法具有至关重要的意义。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于质谱的层状结构成分分析方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于质谱的层状结构成分分析方法，包括以下步骤：
[0007](1)将待测样品放置到移动平台上，采用视觉检测相机获取待测样品的截面图像，将截面图像发送给工业计算机分析处理；
[0008](2)工业计算机通过图像处理软件对截面图像进行分析处理；
[0009](3)根据图像分析处理的结果进行人工干预，人工干预设置要分析的层及顺序从而生成击打轨迹；
[0010](4)根据击打轨迹来设置移动平台的移动轨迹；
[0011](5)激光根据击打轨迹来击打移动平台上的待测样品，受到击打的位置形成颗粒溅落；
[0012](6)采用单颗粒质谱仪对溅落的颗粒进行分析。
[0013]进一步的，作为优选，所述步骤1)、步骤4)、步骤5)移动平台采用两个42两项步进电机控制，步进角度为1.8
°
。
[0014]进一步的，作为优选，所述步骤2)采用二值化图像分析法对截面图像进行分析。
[0015]进一步的，作为优选，所述步骤5)、步骤6)中激光击打的同时采用视觉相机实时获
取击打的位置，再通过视觉分析软件分析击打位置是否符合击打轨迹，若不符合，则修整移动平台的位置；若击打位置正确，则继续判断是否击打完毕，若击打完毕则将信息反馈给单颗粒质谱仪。
[0016]进一步的，作为优选，所述步骤5)中激光采用大功率Nd:YAG激光器，波长532nm，脉宽10ns，频率10hz，光斑直径3mm。
[0017]进一步的，作为优选，所述步骤5)中激光击打时逐层击打。
[0018]进一步的，作为优选，所述步骤6)单颗粒质谱仪采用SPAMS
‑
0515单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪。
[0019]进一步的，作为优选，所述步骤6)单颗粒质谱仪对溅落的颗粒的粒径及成分进行分析。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的一个方面具有如下有益效果：
[0021](1)本专利技术通过图像分析的方法结合人工干预生成击打轨迹，再采用激光解离的方法将待测样品击打成颗粒后由单颗粒质谱仪进行成分分析，可快速、准确的分析层状结构的各层物质成分信息，对人文科学研究具有重要的意义；
[0022](2)在激光解离的过程中通过视觉相机实时获取击打的位置，并实时修整移动平台的位置，可确保准确击打，提高分析的准确性。
附图说明：
[0023]图1为本专利技术的一种基于质谱的层状结构成分分析方法的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术中分析击打位置是否符合击打轨迹的流程示意图；
[0025]图3为本专利技术的单颗粒质谱仪的工作原理示意图。
具体实施方式：
[0026]下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0027]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0028]实施例：
[0029]一种基于质谱的层状结构成分分析方法，包括以下步骤：
[0030](1)将待测样品放置到移动平台上，采用视觉检测相机获取待测样品的截面图像，将截面图像发送给工业计算机分析处理；
[0031](2)工业计算机通过图像处理软件对截面图像进行分析处理；图像处理时采用二值化图像分析法，常见的二值化图像分析方法包括基于阈值的分割方法、基于区域的分割方法、基于边缘的分割方法、基于特定理论的分割方法、基于小波变换的分割方法、基于神经网络的分割方法等；
[0032](3)根据图像分析处理的结果进行人工干预，人工干预设置要分析的层及顺序从而生成击打轨迹；
[0033](4)根据击打轨迹来设置移动平台的移动轨迹；使得待测物体的位置与击打轨迹匹配；
[0034](5)激光根据击打轨迹来击打移动平台上的待测样品，受到击打的位置形成颗粒溅落；击打的同时采用视觉相机实时获取击打的位置，再通过视觉分析软件分析击打位置是否符合击打轨迹，若不符合，则修整移动平台的位置；若击打位置正确，则继续判断是否击打完毕，若击打完毕则将信息反馈给单颗粒质谱仪；激光击打时，该层完全击打完毕后再击打下一层；
[0035](6)采用单颗粒质谱仪对溅落的颗粒进行颗粒粒径、成分等分析。
[0036]在本实施例中，所述移动平台采用两个42两项步进电机控制，步进角度为1.8
°
；并通过控制芯片A4988控制步进电机工作，使得移动平台能够实现多方位的移动修整，控制芯片A4988具有1/16细分功能，经调试后该平台在X，Y轴步进最小距离为：
[0037]Δι＝4/(360/1.8)/16＝0.00125mm
[0038]实验中可以根据样品的不同，通过控制芯片调整最小步进的距离，设置为0.0025，0.005，0.001，0.002mm等，该平台在保证稳定的前提下，X，Y方向的步进速度最快可达到5cm/s，完全能满足需求。
[0039]在本实施例中，用来击打的激光采用大功率Nd:YAG激光器(LPS
‑
S
‑
532，长春新工业光电技术有限公司，中国辽宁)，波长532nm，脉宽10ns，频率10hz，光斑直径3mm，脉冲能量可根据所分析的样品进行调整，最大脉冲能量可设置为50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于质谱的层状结构成分分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将待测样品放置到移动平台上，采用视觉检测相机获取待测样品的截面图像，将截面图像发送给工业计算机分析处理；(2)工业计算机通过图像处理软件对截面图像进行分析处理；(3)根据图像分析处理的结果进行人工干预，人工干预设置要分析的层及顺序从而生成击打轨迹；(4)根据击打轨迹来设置移动平台的移动轨迹；(5)激光根据击打轨迹来击打移动平台上的待测样品，受到击打的位置形成颗粒溅落；(6)采用单颗粒质谱仪对溅落的颗粒进行分析。2.根据权利要求1所述的一种基于质谱的层状结构成分分析方法，其特征在于，所述步骤1)、步骤4)、步骤5)移动平台采用两个42两项步进电机控制，步进角度为1.8
°
。3.根据权利要求1所述的一种基于质谱的层状结构成分分析方法，其特征在于，所述步骤2)采用二值化图像分析法对截面图像进行分析。4.根据权利要求1所述的一种基于质谱的层状结构成分分...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱辉，程平，谢春光，张计杨，
申请(专利权)人：东阳市上大产业发展研究院，
类型：发明
国别省市：