激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法技术

本发明专利技术涉及激光诱导击穿光谱的数据预处理分析领域，具体是一种基于合理的谱峰数学模型，通过无约束最优化算法计算得到重叠峰分辨之后的谱峰相关信息的方法。本发明专利技术基于谱峰数学模型，通过无约束最优化算法计算重叠峰分辨之后的谱线相关信息，进而分离重叠谱线。本发明专利技术不仅可以根据实际谱线的情况进行选择计算，而且仅需要很少的参数就可以确定其谱线信息，提高了样品组分分析的性能和准确性；只需要通过直观的选择谱峰位置就可以确定所有的最优化算法所需要的初始化参数，而且方法计算速度快，易于实施；直观的比较来选择确定最终的处理结果；提高物质组分量化分析的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光诱导击穿光谱的数据预处理分析领域，具体是一种基于合理的谱峰数学模型，通过无约束最优化算法计算得到重叠峰分辨之后的谱峰相关信息的方法。
技术介绍
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种典型的原子发射光谱测量技术。它利用强激光束入射到样品靶表面，样品被击穿产生激光等离子，通过对等离子体中的原子和离子谱线进行分析而得到样品中的元素种类和含量信息。光谱分析仪使得样品的各个组分在光谱图上的不同波长位置得以分离，但是由于硬件设备的有限分辨能力，导致若干数量的重叠谱峰并未充分展开，不利于后续的样品量化分析。为了解决激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨问题，人们通常利用谱图形状的几何特征进行划分谱峰，如垂线法和切线法等。这样的处理方法的分辨精度随着谱峰重叠的情况而定。另一种方法是在谱峰重叠并且子峰的峰型较为对称时，使用局部积分法获得子峰的面积比，然后再根据这个面积比以及重叠峰总的积分面积求出各个子峰的面积。这种方法的局限性很强，不利于测量以及计算复杂的谱峰数据。
技术实现思路
为了解决现有技术中测量及计算精度较差、效果不理想等不足，本专利技术的目的在于提出了一种基于合理的谱峰数学模型，通过无约束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法，其特征在于，基于谱峰数学模型，通过无约束最优化算法计算重叠峰分辨之后的谱线相关信息，进而分离重叠谱线，具体步骤如下：步骤1)选择待分析谱图的局部区间段；步骤2)确定符合实际光谱的谱峰数学模型P(x)和分辨后需要的谱峰数量N；步骤3)初始化谱峰中心位置μ和半峰宽σ；步骤4)通过最优化算法计算得到重叠峰分辨后的谱峰中心位置μ和半峰宽σ的估计值；步骤5)根据步骤2)确定的谱峰数学模型P(x)以及步骤4)得到的谱峰中心位置μ和半峰宽σ的估计值，计算得到重叠峰分辨后的归一化谱峰强度A、谱峰面积M以及均方根误差RMSE；步骤6)重复步骤2)、3)、4)、5)，循环T...

【技术特征摘要】
1.一种激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法，其特征在于，基于谱峰数学模型，通过无约束最优化算法计算重叠峰分辨之后的谱线相关信息，进而分离重叠谱线，具体步骤如下: 步骤I)选择待分析谱图的局部区间段； 步骤2)确定符合实际光谱的谱峰数学模型PU)和分辨后需要的谱峰数量N; 步骤3)初始化谱峰中心位置μ和半峰宽σ ; 步骤4)通过最优化算法计算得到重叠峰分辨后的谱峰中心位置μ和半峰宽σ的估计值； 步骤5)根据步骤2)确定的谱峰数学模型PU)以及步骤4)得到的谱峰中心位置μ和半峰宽σ的估计值，计算得到重叠峰分辨后的归一化谱峰强度Α、谱峰面积M以及均方根误差RMSE ； 步骤6)重复步骤2)、3)、4)、5)，循环T次，每次循环得到所需要分析谱图中重叠峰的各个谱峰中心位置U、和半峰宽σ、谱峰强度Α、谱峰面积M以及均方根误差RMSE，取计算得到的均方根误差RMSE最小值，完成重叠峰的分辨过程。2.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法，其特征在于，所述谱峰数学模型Ρ(χ)计算公式为:3.根据权利要求2所述的激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法，其特征在于，所述归一化谱峰强度A为:4.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法，其特征在于，所述谱峰中心位置μ通过直观的估计谱峰位置来确定。5.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱的重叠峰分辨的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海斌，张博，孙兰香，杨志家，辛勇，丛智博，
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：