本发明专利技术涉及智能计算和XRF光谱仪的PMI技术领域，尤其涉及一种基于XRF光谱仪合金牌号鉴定的智能方法。本发明专利技术解决现有XRF光谱仪合金牌号鉴别功能对同类仪器设备个体性差异以及新增标准样本变化的自适应性调节能力不足的问题。本发明专利技术利用模糊隶属度函数制定匹配计算方法来解决由于XRF光谱仪本身的软硬件因素产生的不确定性问题；同时，为提高合金牌号匹配准确度及其普适的稳定性，还利用遗传算法从自适应校准检测参数和自适应调整匹配参数两方面来优化计算结果，从而使得特定仪器在检测物品以及进行合金牌号鉴定时具备更强的自适应性能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能计算和XRF 光谱仪的 PMI (Positive Material Identification)
，尤其涉及一种基于合金牌号鉴定过程中合金含量计算参数校准和合金牌号自适应匹配的智能方法。
技术介绍
X射线荧光光谱分析是分析检测物质中元素成分含量的先进技术。合金牌号鉴定为其主要应用之一。合金牌号鉴定过程主要包含两部分XRF光谱仪测定合金各元素含量以及根据含量在给定合金牌号库中进行牌号匹配查询。在含量测定过程中，由于光谱仪物理参数以及几何因子等仪器检测参数不可忽略的数值误差的存在，使得依赖确定性的物理数学方法的定量计算方法，比如基本参数(FP)法，需要适应光谱仪器本身的个体差异性带来的测量值误差变化；在牌号匹配过程中，由于合金牌号各元素含量确定性范围边界的设定误差、样本含量计算中对主元素含量采用归一化产生的误差以及牌号鉴定流程整体带来的系统性误差的存在，使得牌号匹配查询方法需要适应给定牌号库的不同以及仪器类型的不同带来的匹配误差。智能计算是一种有别于传统确定性计算方法的全新计算方法学体系，其最大的特点就是根据优化目标对计算参数进行自适应性调整。按照当前流行的观点， 它主要包含神经网络、模糊系统和演化计算(参见文献1)常见X射线荧光光谱分析仪的工作原理有两种波长色散和能量色散，能量色散型XRF光谱分析仪的研制和使用更为普遍；在XRF光谱检测分析方法中，常见的两类定量方法为经验系数(EC)法和基本参数(FP)法，其中以FP法更具备普适性，所需标准样本较EC 法更少，其计算结果对仪器物理特性和检测参数的设定更为敏感(参见文献幻。尽管FP法本身为克服物理参数和几何因子等误差影响采取了相对强度和逐步逼近法来校正强度计算，但由于FP法的复杂性导致其计算结果对仪器个体的依赖性很强，因此，对仪器检测参数的进一步适应性校准显得尤为必要。在合金牌号鉴定方面，首先，合金中不同元素含量之间不存在特定的关联性，可以认为具有一定的自由度，这种不同步性导致鉴定所需计算的匹配度的计量存在模糊性。用模糊数学的观点来看，当一个合金样本各元素含量不完全满足任何一个牌号标准时，它究竟应该被归入哪一个牌号，只存在匹配程度的不同，而无绝对区分依据，这种匹配程度可以用模糊数学的隶属度来描述。其次，合金牌号库的制定有比较多的参照标准，一般每个国家都有自己的国家标准，也有国际标准，但相同类型的合金在各自的标准合金牌号库中的元素含量范围基本一致，但由于还是存在差别，导致对于依赖严格边界判定的牌号匹配查询来说，不足以保证识别上的一致性。同类合金在不同标准牌号库中影响到匹配结果的区别主要在于a)参考分析元素的选定会有不同，比如不锈钢BS英国标准中的301S21中不含对Mo的含量的判定，而美国标准中NITON公司版本的牌号库中对应的同类不锈钢牌号SS301对Mo的含量规定为0 0. 3，而且对不锈钢的主元素!^e也给定了含量范围，但BS标准中狗是靠归一化处理去计算；b)同类合金的同一种元素的含量范围会有少量差别，比如不锈钢BS标准中304系列的牌号M含量为8 10或者8. 5 11. 5，而美国标准中NITON公司版本的牌号库中对应的SS304牌号的Ni含量为8 10. 5， 边界并非严格相同。这些数值差别本身虽然不大，但结合合金元素含量的测量误差或计算误差，对于依赖于严格边界判定的计算确定性距离的匹配方法来说，则是不可忽略的。基于以上两方面讨论可知，基于自适应参数优化调整的模糊匹配查询方法，通过基于标准样本采用遗传算法训练参数的优化调整方式，在解决保持匹配准确度的适应性问题上能够起到良好的改善作用。文献1 《计算智能——从概念到实现》英文版，Russel C. Eberhart等，人民邮电出版社文献2 :《X射线荧光光谱分析》，吉昂等，科学出版社
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于XRF光谱仪合金牌号鉴定的智能方法，以提高XRF光谱仪在合金牌号鉴定应用中的匹配准确率并使其具备对不同仪器个体以及给定牌号库的变化仍保持较高匹配准确率的自适应能力。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案XRF光谱仪为波长色散或者能量色散类型的X射线荧光光谱仪，其配套分析软件具备基本的定性功能和基于FP法的定量分析功能；基于符合以上类型和所述功能的XRF光谱仪的配套检测分析软件平台，包括以下步骤(1)收集待检测的FP法校正所需标准样本集；(2)用XRF光谱仪对FP法校正所需标准样本集进行检测，获取实测强度信息，然后根据标准样本已知的真实含量信息和实测强度信息，基于XRF光谱仪分析软件配置的FP法计算模块，采用遗传算法对FP法输入参数进行真值逼近校准；(3)收集待检测的给定牌号库牌号标准样本集；(4)用XRF光谱仪对牌号标准样本集进行检测，并根据( 所得校准后的FP法计算参数调用FP法计算各牌号标准样本的含量；(5)根据FP法计算所得的牌号标准样本的计算含量，分别对每个标准样本按照带权重的基于领域偏移参数的模糊匹配度计算方法计算与给定牌号库中每个牌号的匹配度， 最后根据匹配度得到实测牌号结果；(6)依照标准样本已知的真实牌号，统计给定牌号库所有牌号标准样本的匹配正确率，以正确率为指标采用遗传算法调整匹配度计算中的模糊匹配参数直至当前标准样本集匹配结果逼近最优；(7)若给定牌号库更换，比如英国标准牌号库更换为美国标准牌号库，且存在标准之间的牌号对照表，即不需要针对新牌号库收集新的标准合金牌号样本，则转(5)；若给定牌号库更换，且能够收集到对应新牌号库的合金标准样本，则转(3)；(8)若当前给定牌号库合金牌号标准样本集发生改变，比如有新的标准样本添加， 则转(3)，且针对新增样本进行增量优化调整；(9)用XRF光谱仪对未知牌号的待测合金样品进行检测，基于已校准的FP法计算参数及已优化的匹配参数，采用FP法定量计算方法计算含量，采用步骤4)所述的带权重的基于领域偏移参数的模糊匹配度计算方法计算匹配度，依照给定牌号库鉴定合金牌号。所述步骤O)中FP法参数的自适应性校准包括以下步骤①选定一组待校准的仪器检测参数，该组参数皆为FP法计算时所需设定的仪器测量环境参数，也就是仪器本身的硬件物理参数或几何因子；②将选定参数作为遗传算法的个体进行编码，并初始化产生初始群体；③根据FP法计算得出的标准样本的计算含量值与真实含量值之间的关系，如下式所示，权利要求1.一种基于XRF光谱仪的合金牌号鉴定的智能方法，所述XRF光谱仪为波长色散或者能量色散类型的X射线荧光光谱仪，其特征在于，包括以下步骤(1)收集待检测的FP法校正所需标准样本集；(2)用XRF光谱仪对FP法校正所需标准样本集进行检测，获取实测强度信息，然后根据标准样本已知的真实含量信息和实测强度信息，基于XRF光谱仪分析软件配置的FP法计算模块，采用遗传算法对FP法输入参数进行真值逼近校准；(3)收集待检测的给定牌号库牌号标准样本集；(4)用XRF光谱仪对牌号标准样本集进行检测，并根据( 所得校准后的FP法计算参数调用FP法计算各牌号标准样本的含量；(5)根据FP法计算所得的牌号标准样本的计算含量，分别对每个标准样本按照带权重的基于领域偏移参数的模糊匹配度计算方法计算与给定牌号库中每本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于ＸＲＦ光谱仪的合金牌号鉴定的智能方法，所述ＸＲＦ光谱仪为波长色散或者能量色散类型的Ｘ射线荧光光谱仪，其特征在于，包括以下步骤：（１）收集待检测的ＦＰ法校正所需标准样本集；（２）用ＸＲＦ光谱仪对ＦＰ法校正所需标准样本集进行检测，获取实测强度信息，然后根据标准样本已知的真实含量信息和实测强度信息，基于ＸＲＦ光谱仪分析软件配置的ＦＰ法计算模块，采用遗传算法对ＦＰ法输入参数进行真值逼近校准；（３）收集待检测的给定牌号库牌号标准样本集；（４）用ＸＲＦ光谱仪对牌号标准样本集进计算方法计算匹配度，依照给定牌号库鉴定合金牌号。样本添加，则转（３），且针对新增样本进行增量优化调整；（９）用ＸＲＦ光谱仪对未知牌号的待测合金样品进行检测，基于已校准的ＦＰ法计算参数及已优化的匹配参数，采用ＦＰ法定量计算方法计算含量，采用步骤４）所述的带权重的基于领域偏移参数的模糊匹配度换为美国标准牌号库，且存在标准之间的牌号对照表，即不需要针对新牌号库收集新的标准合金牌号样本，则转（５）；若给定牌号库更换，且能够收集到对应新牌号库的合金标准样本，则转（３）；（８）若当前给定牌号库合金牌号标准样本集发生改变，比如有新的标准据匹配度得到实测牌号结果；（６）依照标准样本已知的真实牌号，统计给定牌号库所有牌号标准样本的匹配正确率，以正确率为指标采用遗传算法调整匹配度计算中的模糊匹配参数直至当前标准样本集匹配结果逼近最优；（７）若给定牌号库更换，比如英国标准牌号库更行检测，并根据（２）所得校准后的ＦＰ法计算参数调用ＦＰ法计算各牌号标准样本的含量；（５）根据ＦＰ法计算所得的牌号标准样本的计算含量，分别对每个标准样本按照带权重的基于领域偏移参数的模糊匹配度计算方法计算与给定牌号库中每个牌号的匹配度，最后根...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龙潇，李元香，王玲玲，曾辉，黄治国，余法红，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。