一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法技术

本发明专利技术针对待测矿浆中矿石粒度对激光诱导击穿光谱定量分析结果准确性与稳定性的影响，提出了一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法。具体步骤为：(1)采集原始光谱数据；(2)特征谱线归一化；(3)使用遗传算法进行特征提取；(4)根据浓度划分区间并获得区间内标准光谱；(5)使用建模样本训练自编码器神经网络；(6)使用训练集训练偏最小二乘回归模型，通过验证集优化参数；(7)获得待测物质的目标元素浓度。本发明专利技术能够对待测物质准确测定元素浓度，相比其他方法更不易受到矿浆粒度影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法


[0001]本专利技术涉及激光诱导击穿光谱领域，具体是一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法。

技术介绍

[0002]激光诱导击穿光谱(Laser
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induced breakdown spectroscopy，LIBS)技术因其无需制备、实时在线、全元素远距离测量等优势，在工业原材料元素成分在线分析领域具有广泛应用前景。但是，LIBS在线分析面临着数据波动大，测量重复性差的难题。此外，在分析一些复杂矿物质时，严重的基体效应使得光谱与元素含量之间的关系复杂，存在严重的非线性关系。例如，当应用在铁矿浆浮选过程中，因铁矿浆的悬浊液特性，LIBS采集光谱信息时极易受到铁矿石粒度等因素干扰，导致光谱波动大。
[0003]目前，用于消除光谱波动的光谱标准化方法主要采用基于机理的参数模型。但是，机理模型计算复杂，对仪器的分辨率要求高，参数计算困难。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是：提供一种降低矿浆样本中矿石粒度对LIBS定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法，其特征在于，对待测物质执行如下步骤减小矿浆粒度影响、测定元素浓度，包括以下步骤：离线建模的步骤：采集矿浆样本的激光诱导击穿光谱数据；预处理、提取特征谱线、浓度区间标准化，训练神经网络处理非线性信息，建立线性回归模型并优化参数，结合终止策略获取训练后的网络模型使其能修正光谱波动；实时检测的步骤：利用现场设备采集现场矿浆样本的实时光谱数据，经预处理、提取特征谱线后，输入优化后的自编码器网络，经自编码器网络处理的数据放入回归模型，获取矿浆中指定元素的浓度含量。2.根据权利要求1所述的一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法，其特征在于，所述离线建模的步骤包括步骤：光谱采集：利用激光诱导击穿光谱设备采集建模样本的原始光谱数据，测定对应元素浓度，建立包括光谱和浓度标签的数据集；预处理、提取特征谱线：采用归一化、去噪法处理光谱，提取特征光谱；区间标准谱：根据浓度标签值划分区间，以每区间内的特征光谱数据平均值为该浓度区间的标准光谱；自编码器：以特征谱线为输入、对应的区间标准谱为输出，建立光谱标准化的自编码器网络模型；回归模型：以自编码器网络输出的光谱为回归模型输入，以元素浓度标签为输出，训练优化回归模型。3.根据权利要求1所述的一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法，其特征在于，所述待测样本问配置具有连续梯度的目标元素浓度的矿浆，且浓度区间范围能够涵盖待测物质本身的目标元素浓度。4.根据权利要求2所述的一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法，其特征在于，所述归一化方法为特征谱线归一化。5.根据权利要求2所述的一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法，其特征在于，所述提取谱线特征是采用遗传算法定位待测元素谱线位置，计算谱线线性得分，筛选强特征谱线。6.根据权利要求2所述的一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法，其特征在于，所述自编码器神经网络包括输入层、第一层隐藏层、第二层隐藏层、第三层隐藏层以及输出层。7.根据权利要求6所述的一种基于自编码器网络的激光诱导击穿光谱标准化方法，其特征在于，将每一输入光谱数据输入初始自编码器神经网络得到标准化光谱的步骤包括：输入层接受输入光谱数据；第一隐藏层...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兰香，凌昕，陈彤，张鹏，齐立峰，王金池，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：