專利名稱：一種光譜分析方法
技術領域：
本發明涉及元素光譜分析領域，尤其涉及一種x射線熒光光譜分析方法。
背景技術：
熒光分析技術廣泛應用于有色、水泥、地質勘探、示蹤溯源等行業的元素無損快速 分析檢測中。其中X射線熒光光譜分析是X射線熒光分析技術的關鍵，識別譜峰和提取特 征參數是分析被測對象元素及其含量的重要步驟，如果被測對象元素組分復雜，相應的基 體效應就會嚴重，熒光光譜譜峰會存在拖尾、重疊、散射本底等干擾，使得譜峰失真，影響后 續分析精度。 因此，現有的X射線熒光光譜分析技術對于元素的定位、定量分析不夠準確。

發明內容
本發明實施例提供一種光譜分析方法，提高目前光譜分析技術的準確性。
本發明實施例是通過以下技術方案實現的
本發明實施例提供一種光譜分析方法，包括 分析標樣光譜，采用多項式擬合法和最小二乘法確定譜峰波長和峰位之間的關 系，以及譜峰波長和譜峰寬度之間的關系； 利用確定的所述譜峰波長和峰位之間的關系及譜峰波長和譜峰寬度之間的關系， 計算待測樣品擬包含的元素的激發光譜中可能存在的所有譜峰的峰位以及譜峰寬度；
在待測樣品全譜范圍內進行尋峰，將尋峰得到的峰位與所述計算的峰位進行比 較，以及將尋峰得到的譜峰寬度與所述計算的譜峰寬度比較，判斷是否匹配，如果均匹配， 則確定不存在完全重疊峰，根據相鄰的譜峰峰位和所述計算的譜峰寬度確定重疊區域寬 度；如果存在不匹配的情況，則確定存在完全重疊峰，根據完全重疊峰峰位和寬度確定重疊 區域寬度； 在各重疊區域內進行譜峰分解，統計各重疊區域內存在的所有所述計算的峰位和 譜峰寬度，得到高斯函數均值初始值和方差初始值，將若干高斯函數與本底函數相加得到 原始譜峰，采用最小二乘法，得出高斯函數系數初始值及本底函數的數學表達式，所述本底 函數為二項式函數； 利用得到的高斯函數和本底函數進行光譜分析。 所述采用多項式擬合法和最小二乘法確定譜峰波長和峰位之間的關系包括
利用公式wavelength [j] = al氺peakpos^[j]2+bl氺peakpoSed[j]+cl，用最小二乘 法計算al、bl和cl，其中wavelength[j]為標樣光譜波長，peakp0Seal[j]為標樣光譜峰位。
所述采用多項式擬合法和最小二乘法確定譜峰波長和譜峰寬度之間的關系包 括 利用公式wavewidth[j] = a2*peakposcal[j]2+b2*peakposcal[j]+c2，用最小二乘 法計算a2、b2和c2，其中wavewidth[j]為標樣光譜譜峰寬度，peakp0S。al [j]為標樣光譜峰位。
所述在待測樣品全譜范圍內進行尋峰包括 執行第一次尋峰，在待測樣品光譜數組Spe[i]中找出滿足如下條件的Spe[i]對 應的i，組成初始峰位數組TempPeak[i]， i為光譜道址，取值范圍為從0到chan， chan為正整 數，包括滿足大于所有峰位下限的加權平均值以及大于相鄰的前后峰位的峰值；
執行第二次尋峰，在所述初始峰位數組Temppdw中找出滿足如下條件的Spe[i] 對應的i作為鎖定的峰位，包括滿足Spe[Tempp^[i]]-(Spe[Tempp^[i]-Inipw]+Spe[pe aktemp[i]+IniPW])/2)/IniPW > 1.5，以及滿足(TempPeak[i+l]-TempPeak[i]) < IniPW并且 (Temppeak[i-1]-Temppeak[i]) 〉-Inipw，其中IniPW為譜峰寬度，peaktemp[i]為初始峰位。
所述IniPW初始值為chan/100。
所述均匹配包括 尋峰得到的峰位PeakPos [i]與所述計算的峰位peakp0Slib[i]差值的最小值小于 chan/1000+1 ;chan為正整數；以及 尋峰得到的譜峰寬度PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakWidtheal[i]差值 的最小值不小于chan/100。 所述根據相鄰的譜峰峰位和所述計算的譜峰寬度確定重疊區域寬度包括
若尋峰得到的兩個相鄰峰位之間的差值Peakpos[i]-Peakpos[i-l]小于對應的 所述計算的相鄰兩個譜峰寬度之和的一半(Peakwidthub[i]+Peakwidthub[i-l])/2，則確 定存在簡單重疊，重疊區域為 [Peakpos[i_l] +Peakwidthlib[i_l]/2， Peakpos[i] +Peakwidthlib[i]/2]。
所述存在不匹配的情況包括尋峰得到的峰位PeakPos[i]與所述計算的峰位 peakp0Slib[i]差值的最小值小于chan/1000+1 ;chan為正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度 PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakwidth^[i]差值的最小值小于chan/100，則所 述根據完全重疊峰峰位和寬度確定重疊區域寬度包括 在PeakPos [i]兩側尋找滿足(Spe [i]-Spe [i_l]) * (Spe [i+1]-Spe [i]) < 0的拐 點，記為Spe_L， Spe_R ; 統計PeakPos [i]中小于Spe—L、并且最接近Spe_L的一項P_L，若(Spe_L_P_L) > PeakWidth[P—L]，重疊區域起始道為Spe—L，反之，起始道為P_L ; 統計Peak[i]中大于Spe_R、并且最接近Spe_L的一項P_R，若(P_R_Spe_R) > PeakWidth[P—R]，重疊區域起始道為Spe—R，反之，起始道為P_R。 所述存在不匹配的情況包括尋峰得到的峰位PeakPos[i]與所述計算的峰位 peakp0Slib[i]差值的最小值大于chan/1000+1 ;chan為正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度 PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakwidth^[i]差值的最小值小于chan/100，將符 合上述兩個條件的PeakPos [i]記為PeakPosOve [i]，則所述根據完全重疊峰峰位和寬度確 定重疊區域寬度包括 在PeakPosOve [i]兩側尋找滿足(Spe [i]-Spe [i_l]) * (Spe [i+1]-Spe [i]) <0的 拐點，記為Spe_L， Spe_R ; 統計PeakPosOve [i]中小于Spe—L、并且最接近Spe_L的一項P_L，若(Spe_L_P_L) > PeakWidth[P—L]，重疊區域起始道為Spe—L，反之，起始道為P_L ;
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統計PeakPosOve [i]中大于Spe—R、并且最接近Spe_L的一項P_R，若(P_R_Spe_R)
> PeakWidth[P—R]，重疊區域起始道為Spe—R，反之，起始道為P_R。 所述待測樣品擬包含的元素為根據先驗知識推斷待測樣品中包含的元素。 由上述本發明實施例提供的技術方案可以看出，本發明實施例利用熒光譜峰理論
上服從高斯分布，采用譜峰擬合的方法，用高斯函數擬合譜峰，用二項式函數擬合本底，用
最小二乘法計算擬合的高斯函數及本底函數的各個參數，得到擬合函數的數學表達式，利
用得到的擬合函數進行光譜分析。本發明實施例所述方法可以克服譜峰重疊帶來的干擾，
即兩種甚至多種原子序數相鄰很近或者特征X射線熒光波長很接近的元素之間的互相干
擾，得到各自的特征X射線的熒光強度，這也是波長色散X射線熒光分析方法中分光晶體無
法實現的功能。


圖1為本發明實施例光譜分析方法流程圖。
具體實施例方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，可以理解的是，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施 例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的 所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。 本發明一個實施例提供一種光譜分析方法，如圖1所示，包括如下步驟 步驟10 :分析標樣光譜，采用多項式擬合法和最小二乘法確定譜峰波長和峰位之
間的關系，以及譜峰波長和譜峰寬度之間的關系； 所述標樣光譜即已知元素成分的光譜。 所述采用多項式擬合法和最小二乘法確定譜峰波長和峰位之間的關系包括
利用公式wavelength [j] = al氺peakpos^[j]2+bl氺peakpoScd[j]+cl，用最小二乘 法計算al、bl和cl，其中wavelength[j]為標樣光譜波長，peakp0Seal[j]為標樣光譜峰位。
所述采用多項式擬合法和最小二乘法確定譜峰波長和譜峰寬度之間的關系包 括 禾U用公式wavewidth[j] = a2*peakposcal[j]2+b2*peakposcal[j]+c2，用最小二乘 法計算a2、b2和c2，其中wavewidth[j]為標樣光譜譜峰寬度，peakp0S。al [j]為標樣光譜峰 位。 步驟11 :利用確定的所述譜峰波長和峰位之間的關系及譜峰波長和譜峰寬度之 間的關系，計算待測樣品擬包含的元素的激發光譜中可能存在的所有譜峰的峰位以及譜峰 寬度； 所述待測樣品擬包含的元素為根據先驗知識推斷待測樣品中包含的元素。 步驟12 :在待測樣品全譜范圍內進行尋峰，將尋峰得到的峰位與所述計算的峰位
進行比較，以及將尋峰得到的譜峰寬度與所述計算的譜峰寬度比較，判斷是否匹配，如果均
匹配，則確定不存在完全重疊峰，根據相鄰的譜峰峰位和所述計算的譜峰寬度確定重疊區
域寬度；如果存在不匹配的情況，則確定存在完全重疊峰，根據完全重疊峰峰位和寬度確定重疊區域寬度； 本發明一個實施例在待測樣品全譜范圍內進行尋峰的方法包括 執行第一次尋峰，在光譜數組Spe[i]中找出滿足如下條件的對應的i， Spe[i]組
成初始峰位數組TempPeak[i]， i為光譜道址，取值范圍為從0到chan， chan為正整數，需要滿
足的條件包括Spe[i]值大于所有峰位下限的加權平均值以及大于相鄰的前后峰位的峰
值；所述所有峰位下限的加權平均值計算方法包括首先統計所有光譜道范圍內滿足低于
相鄰的前后峰位的峰值作為譜峰下限；最后計算所有譜峰下限的加權平均值。 執行第二次尋峰，在所述初始峰位數組Temppdw中找出滿足如下條件的Spe[i]
對應的i作為鎖定的峰位，包括滿足Spe [TempPeak[i] ]-(Spe [TempPMk[i]_IniPW] +Spe [p
eaktemp[i]+IniPW])/2)/IniPW > 1.5，以及滿足(TempPeak[i+l]-TempPeak[i]) < IniPW并
且(TempPeak[i-l]-TempPeak [i]) > _IniPW，其中IniPW為譜峰寬度。所述Inipw初始值為
chan/100， peaktemp[i]為初始峰位。 一種實施例中所述chan取值從256-8192，本發明實
施例對此不做限定。所述IniPW初始值為chan/100。 所述均匹配包括尋峰得到的峰位PeakPos[i]與所述計算的峰位peakp0Slib[i] 差值的最小值小于chan/1000+1 ;chan為正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度PeakWidth[i] 與所述計算的譜峰寬度pakwidth^[i]差值的最小值不小于chan/100。此時，所述根據相 鄰的譜峰峰位和所述計算的譜峰寬度確定重疊區域寬度包括 若尋峰得到的兩個相鄰峰位之間的差值Peakpos[i]-Peakpos[i-l]小于對應的 所述計算的相鄰兩個譜峰寬度之和的一半(Peakwidthub[i]+Peakwidthub[i-l])/2，則確 定存在簡單重疊，重疊區域為 [Peakpos[i_l] +Peakwidthlib[i_l]/2， Peakpos[i] +Peakwidthlib[i]/2]。
所述存在不匹配的情況包括尋峰得到的峰位PeakPos[i]與所述計算的峰位 peakp0Slib[i]差值的最小值小于chan/1000+1 ;chan為正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度 PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakwidth^[i]差值的最小值小于chan/100，則所 述根據完全重疊峰峰位和寬度確定重疊區域寬度包括 在PeakPos[i]兩側尋找滿足(Spe [i]-Spe [i_l]) * (Spe [i+1]-Spe [i]) < 0的拐 點，記為Spe_L， Spe_R ; 統計PeakPos [i]中小于Spe—L、并且最接近Spe_L的一項P_L，若(Spe_L_P_L) > PeakWidth[P—L]，重疊區域起始道為Spe—L，反之，起始道為P_L ; 統計Peak[i]中大于Spe_R、并且最接近Spe_L的一項P_R，若(P_R_Spe_R) > PeakWidth[P—R]，重疊區域起始道為Spe—R，反之，起始道為P_R。 所述存在不匹配的情況還可以為尋峰得到的峰位PeakPos[i]與所述計算的峰 位peakp0Slib[i]差值的最小值大于chan/1000+1 ;chan為正整數；以及尋峰得到的譜峰寬 度PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakwidth^[i]差值的最小值小于chan/100，將 符合上述兩個條件的PeakPos [i]記為PeakPosOve [i]，則所述根據完全重疊峰峰位和寬度 確定重疊區域寬度包括 在PeakPosOve [i]兩側尋找滿足(Spe [i] -Spe [i_l]) * (Spe [i+1] -Spe [i]) < 0的 拐點，記為Spe_L， Spe_R ;
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統計PeakPosOve [i]中小于Spe—L、并且最接近Spe_L的一項P_L，若(Spe_L_P_L)
> PeakWidth[P—L]，重疊區域起始道為Spe—L，反之，起始道為P_L ; 統計PeakPosOve [i]中大于Spe—R、并且最接近Spe_L的一項P_R，若(P_R_Spe_R)
> PeakWidth[P—R]，重疊區域起始道為Spe—R，反之，起始道為P_R。
上述過程確定了是否存在重疊區域以及重疊區域的寬度。 步驟13 :在各重疊區域內進行譜峰分解，統計各重疊區域內存在的所有所述計算 的峰位和譜峰寬度，得到高斯函數均值初始值和方差初始值，將若干高斯函數與本底函數 相加得到原始譜峰，采用最小二乘法，得出高斯函數系數初始值及本底函數的數學表達式， 所述本底函數為二項式函數； 步驟14 :利用得到的高斯函數和本底函數進行光譜分析。 本發明上面實施例所述的方法可以用于X射線熒光分析，X射線熒光分析技術廣
泛應用于物質元素的種類、含量分析，其工作原理是用X射線源激發物質中元素的特征X射
線，用探測器接受并轉換成電脈沖信號，再通過脈沖分析電路將電脈沖轉換為計算機可識
別的光譜數據，通過計算機程序分析物質的光譜，計算物質的元素組成和各自含量。因此光
譜分析是X射線熒光分析技術的核心部分，而當被測物質的組分較為復雜的情況下，特征
X射線的光譜峰會存在重疊、本底等干擾；本發明實施例所述的光譜分析方法利用熒光譜
峰理論上服從高斯分布，采用譜峰擬合的方法，用高斯函數擬合譜峰，用二項式函數擬合本
底，用最小二乘法計算擬合的高斯函數及本底函數的各個參數，得到擬合函數的數學表達
式，利用得到的擬合函數進行光譜分析，使后續的元素定性、定量分析更加準確。 本發明實施例所述方法可以克服譜峰重疊帶來的干擾，即兩種甚至多種原子序數
相鄰很近或者特征X射線熒光波長很接近的元素之間的互相干擾，得到各自的特征X射線
的熒光強度，這也是波長色散X射線熒光分析方法中分光晶體無法實現的功能。 為進一步理解本發明，下面以具體實施例對本發明提供的光譜分析方法進行詳細
描述，包括如下步驟 步驟20 :標樣光譜轉換為數組spe^[i]，標樣光譜譜峰峰位、譜峰寬度分別為 peakposcal[j]和peakwidthcal [ j]，譜峰波長wavelengthcal [ j] ， j > 3 ;
步馬聚21 :禾U用公式wavelength [j] = al氺peakposcal [j]2+bl氺peakposcal [j]+cl， 用最小二乘法計算al、bl和cl ; 步驟22 :利用公式wavewidth[j] = a2*peakposcal [j]2+b2*peakposcal [j]+c2， 用最小二乘法計算a2、 b2和c2。 步驟23 :根據步驟21及步驟22確定的關系式計算待測樣品中擬包含的元素的激 發光譜中可能存在的所有譜峰的峰位peakp0Slib[i]以及譜峰寬度peakwidthlih[i];
所述待測樣品擬包含的元素為根據先驗知識推斷待測樣品中包含的元素。
步驟24 :將待測樣品光譜轉換為光譜數組Spe [i]，下標i為光譜道址，取值范圍從 0到chan，對應的值為峰位計數； 步驟25 :在光譜道范圍內進行尋峰，首先確定譜峰下限，統計所有光譜道范圍內 滿足spe[i-l] >Spe[i]并且Spe[i-l] >Spe[i]的Spe [i]，求加權平均值AveSpe ;
步驟26 :統計所有光譜道范圍內滿足Spe[i] > Avespe，以及spe[i-1] < Spe[i] 并且spe[i+l] < Spe[i]的Spe[i]對應的i組成初始峰位數組TempPeak[i];
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步驟27 :在TempPeak[i]范圍內進行二次尋峰，設定初始譜峰寬度； lOM道初始譜峰寬度為IniPW = 10， 20站道初始譜峰寬度IniPW = 20，即IniPW =
chan/100 ; 步驟28 :統計TempPeak[i]范圍內滿足Spe[TempPeak[i]-(Spe[TempPeak[i]-IniPW]+S pe[peaktemp[i]+IniPW])/2)/IniPW > 1.5，以及(TempPeak[i+l]-TempPeak[i]) < Inipw并且 (Tempp^[i-1]-Temppd[i]) > _IniPW的Spe[i]對應的i，得到光譜道范圍內的所有準譜峰 峰位Peak[i]; 步驟29 :二次尋峰得到的測量光譜的譜峰峰位為PeakPos [i]，利用高斯函數擬合 法計算譜峰寬度PeakWidth[i]; 步驟210 :高斯函數公式為^e-^^/'^11 ，其中a為系數，b為均值，c為方差，與
譜峰寬度呈線性關系；以譜峰峰i位作為高斯函數的均值初始值，峰位對應峰值Peak[i]作 為系數初始值； 步驟211 :在全譜范圍內，用窮舉法計算高斯函數的偏差項，即c從1到譜峰道址 的最大值chan，計算高斯函數與原始能譜之間的方差平均值aVe_err [i];尋找ave_err [i]
中最小值，對應的(3值即為高斯函數的方差；根據公式卩^(;]^他=2.77* ^ ，其中c為高
斯函數方差，計算出譜峰寬度PeakWidth[i]; 步驟212 :統計PeakPos [i]，判斷是否與peakpos^[i]中峰位相匹配，匹配原則為 PeakPos[i]與peakpos丄化[i]差的最小值小于chan/1000+1 ;將所有的PeakPos[i]均能與 peakp0Slib[i]相匹配，作為判斷不存在重疊現象的條件之一 ； 步驟213 :統計PeakWidth[i]，判斷是否與peakwidth^[i]相匹配，匹配原則為 PeakWidth[i]和peakwidtheal [i]差的最小值不小于chan/100 ;將所有的PeakWidth [i]均 能與peakwidthlib[i]相匹配，作為不存在重疊現象的必要條件之二 步驟214 :若滿足不存在重疊現象的兩個必要條件，則進行是否存在重疊判斷，判 斷依據是統計PeakPos[i]-PeakPos[i-l]，若滿足若尋峰得到的兩個相鄰峰位之間的差 值Peakpos[i]-Peakpos[i-l]小于對應的所述計算的相鄰兩個譜峰寬度之和的一半(Peak widthlib [i] +PeakWidthlib[i-1]) /2，則確定存在簡單重疊，重疊區域為
[Peakpos[i_l] +Peakwidthlib[i_l]/2， Peakpos[i] +Peakwidthlib[i]/2]。
步驟215 :若滿足必要條件一，而不滿足必要條件二，即尋峰得到的峰位 PeakPos[i]與所述計算的峰位peakposub[i]差值的最小值小于chan/1000+1 ;chan為正整 數；以及尋峰得到的譜峰寬度PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakWidtheal[i]差值 的最小值小于chan/100，則在PeakPos [i]兩側尋找滿足(Spe [i] -Spe [i_l]) * (Spe [i+1] _S pe[i]) < 0的拐點，記為Spe_L， Spe_R ; 步驟216 :統計PeakPos [i]中小于Spe—L、并且最接近Spe_L的一項P_L，若(Spe_
L_P_L) > PeakWidth [P—L]，重疊區域起始道為Spe_L，反之，起始道為P_L ; 步驟217 :統計Peak[i]中大于Spe—R、并且最接近Spe_L的一項P_R，若(P_R_Spe_
R) > PeakWidth [P—R]，重疊區域起始道為Spe_R，反之，起始道為P_R。 步驟218 :若兩個必要條件都不滿足，即尋峰得到的峰位PeakPos[i]與所述計
算的峰位peakpos^[i]差值的最小值大于chan/1000+1 ;chan為正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度PeakWidth [i]與所述計算的譜峰寬度peakwidtheal [i]差值的最小值小于 chan/100，將符合上述兩個條件的PeakPos [i]記為PeakPosOve [i]，則在PeakPosOve [i]兩 側尋找滿足(Spe[i]-Spe[i-l])*(Spe[i+l]-Spe[i]) < 0的拐點，記為Spe_L， Spe_R ;
步驟219 :統計PeakPosOve [i]中小于Spe_L、并且最接近Spe_L的一項P_L，若 (Spe_L-P_L) > PeakWidth[P—L]，重疊區域起始道為Spe_L，反之，起始道為P_L ;
步驟220 :統計PeakPosOve[i]中大于Spe—R、并且最接近Spe_L的一項P_R，若(P_ R-Spe_R) > PeakWidth[P—R]，重疊區域起始道為Spe_R，反之，起始道為P_R。
步驟221 :在所有確定的重疊區域內進行譜峰分解，包括 統計各重疊區域內存在的所有所述計算的峰位peakpos^[i]和譜峰寬度 peakwidthlib[i]，得到高斯函數均值初始值b—arr[i] = peakp0Slib[i]，和方差初始值，根據
公式peackwith二2.77承^計算c_arr[i];本底函數為二項式函數；f (i) = a*i2+b*i+c ; 所有重疊區域內的光譜數據原始譜峰可以看作是將若干高斯函數與本底函數相
加得到，即spe[r^a"2+b承i+c+yw "門； 采用最小二乘法解出未知數a、b、c和a[j]，最終得出高斯函數系數初始值及本底 函數的數學表達式； 至此所有重疊區域內的譜峰均分解為本底函數和單個譜峰，基于得到的本底函數 及譜峰進行光譜分析。具體的基于已知本底函數及譜峰進行光譜分析技術為現有技術，本 實施例對此不做限定。 綜上所述，本發明實施例所述的光譜分析方法利用熒光譜峰理論上服從高斯分 布，采用譜峰擬合的方法，用高斯函數擬合譜峰，用二項式函數擬合本底，用最小二乘法計 算擬合的高斯函數及本底函數的各個參數，得到擬合函數的數學表達式，利用擬合函數進 行光譜分析，使后續的元素定性、定量分析更加準確。本發明實施例所述方法可以克服譜峰 重疊帶來的干擾，即兩種甚至多種原子序數相鄰很近或者特征X射線熒光波長很接近的元 素之間的互相干擾，得到各自的特征X射線的熒光強度，這也是波長色散X射線熒光分析方 法中分光晶體無法實現的功能。 以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍 為準。
權利要求
一種光譜分析方法，其特征在于，包括分析標樣光譜，采用多項式擬合法和最小二乘法確定譜峰波長和峰位之間的關系，以及譜峰波長和譜峰寬度之間的關系；利用確定的所述譜峰波長和峰位之間的關系及譜峰波長和譜峰寬度之間的關系，計算待測樣品擬包含的元素的激發光譜中可能存在的所有譜峰的峰位以及譜峰寬度；在待測樣品全譜范圍內進行尋峰，將尋峰得到的峰位與所述計算的峰位進行比較，以及將尋峰得到的譜峰寬度與所述計算的譜峰寬度比較，判斷是否匹配，如果均匹配，則確定不存在完全重疊峰，根據相鄰的譜峰峰位和所述計算的譜峰寬度確定重疊區域寬度；如果存在不匹配的情況，則確定存在完全重疊峰，根據完全重疊峰峰位和寬度確定重疊區域寬度；在各重疊區域內進行譜峰分解，統計各重疊區域內存在的所有所述計算的峰位和譜峰寬度，得到高斯函數均值初始值和方差初始值，將若干高斯函數與本底函數相加得到原始譜峰，采用最小二乘法，得出高斯函數系數初始值及本底函數的數學表達式，所述本底函數為二項式函數；利用得到的高斯函數和本底函數進行光譜分析。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用多項式擬合法和最小二乘法確定 譜峰波長和峰位之間的關系包括禾U用公式wavelength[j] = al氺peakposcal [j]2+bl*peakposcal[j]+cl，用最/h二乘f去 計算al、bl和cl，其中wavelength[j]為標樣光譜波長，peakp0S。al[j]為標樣光譜峰位。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用多項式擬合法和最小二乘法確定 譜峰波長和譜峰寬度之間的關系包括利用公式wavewidth[j] = a2*peakposcal [j]2+b2*peakposeal[j] +c2，用最小二乘法計 算a2、 b2和c2，其中wavewidth [j]為標樣光譜譜峰寬度，peakp0S。al [ j]為標樣光譜峰位。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在待測樣品全譜范圍內進行尋峰包括 執行第一次尋峰，在待測樣品光譜數組Spe[i]中找出滿足如下條件的Spe[i]對應的i，組成初始峰位數組TempPeak[i] ， i為光譜道址，取值范圍為從0到chan， chan為正整數， 包括滿足大于所有峰位下限的加權平均值以及大于相鄰的前后峰位的峰值；執行第二次尋峰，在所述初始峰位數組Temppd[i]中找出滿足如下條件的Spe[i] 對應的i作為鎖定的峰位，包括滿足Spe[Tempp^[i]-(Spe[Tempp^[i]-Inipw]+Spe[pea ktemp[i]+IniPW])/2)/IniPW > 1.5，以及滿足(TempPeak[i+l]-TempPeak[i]) < IniPW并且 (Temppeak[i-1]-Temppeak[i]) 〉-Inipw，其中IniPW為譜峰寬度，peaktemp[i]為初始峰位。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述Inipw初始值為chan/100。
6. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述均匹配包括尋峰得到的峰位PeakPos [i]與所述計算的峰位peakposlib [i]差值的最小值小于 chan/1000+1 ;chan為正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakwidth^[i]差值的最 小值不小于chan/100。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據相鄰的譜峰峰位和所述計算的譜 峰寬度確定重疊區域寬度包括若尋峰得到的兩個相鄰峰位之間的差值Peakpos[i]-Peakpos[i-l]小于對應的所述 計算的相鄰兩個譜峰寬度之和的一半(PeakWidthlib [i] +PeakWidthlib[i-1]) /2，則確定存 在簡單重疊，重疊區域為[Peakpos[i_l] +Peakwidthlib[i_l]/2， Peakpos[i] +Peakwidthlib[i]/2]。
8. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述存在不匹配的情況包括尋峰得到的峰 位PeakPos[i]與所述計算的峰位peakpos^[i]差值的最小值小于chan/1000+1 ;chan為 正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakWidtheal[i] 差值的最小值小于chan/100，則所述根據完全重疊峰峰位和寬度確定重疊區域寬度包括在PeakPos[i]兩側尋找滿足(Spe[i]-Spe[i-l])*(Spe[i+l]-Spe[i]) <0的拐點，記 為Spe_L， Spe_R ;統計PeakPos [i]中小于Spe_L、并且最接近Spe_L的 一 項P_L，若(Spe—L-P—L) > PeakWidth[P—L]，重疊區域起始道為Spe—L，反之，起始道為P_L ;統計Peak[i]中大于Spe_R、并且最接近Spe_L的 一 項P_R，若(P_R_Spe_R) > PeakWidth[P—R]，重疊區域起始道為Spe—R，反之，起始道為P_R。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述存在不匹配的情況包括尋峰得到的峰 位PeakPos[i]與所述計算的峰位peakposub[i]差值的最小值大于chan/1000+1 ;chan為 正整數；以及尋峰得到的譜峰寬度PeakWidth[i]與所述計算的譜峰寬度peakWidtheal[i] 差值的最小值小于chan/100，將符合上述兩個條件的PeakPos [i]記為PeakPosOve [i]，則 所述根據完全重疊峰峰位和寬度確定重疊區域寬度包括在PeakPosOve[i]兩側尋找滿足(Spe[i]-Spe[i_l])*(Spe[i+1]-Spe[i]) < 0的拐 點，記為Spe_L， Spe_R ;統計PeakPosOve [i]中小于Spe_L、并且最接近Spe_L的一項P_L，若(Spe_L_P_L) > PeakWidth[P—L]，重疊區域起始道為Spe—L，反之，起始道為P_L ;統計PeakPosOve [i]中大于Spe_R、并且最接近Spe_L的一項P_R，若(P_R_Spe_R) > PeakWidth[P—R]，重疊區域起始道為Spe—R，反之，起始道為P_R。
10. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述待測樣品擬包含的元素為根據先驗知 識推斷待測樣品中包含的元素。
全文摘要
本發明實施例涉及元素光譜分析領域一種光譜分析方法，分析標樣光譜，確定譜峰波長和峰位之間的關系，以及譜峰波長和譜峰寬度之間的關系；利用確定的所述關系，計算待測樣品擬包含的元素的激發光譜中可能存在的所有譜峰的峰位以及譜峰寬度；在待測樣品全譜范圍內進行尋峰，將尋峰得到的峰位與所述計算的峰位進行比較，以及將尋峰得到的譜峰寬度與所述計算的譜峰寬度比較，確定是否存在完全重疊峰并確定重疊區域寬度；在各重疊區域內進行譜峰分解，計算高斯函數及本底函數的數學表達式；利用得到的高斯函數和本底函數進行光譜分析。本發明實施例達到譜峰分解的目的，為后續的元素定性、定量分析提供更加準確、翔實的數據。
文檔編號G06F17/00GK101788507SQ20101010680
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月3日 優先權日2010年2月3日
發明者卞寧, 周俊武, 徐寧, 李 杰, 繆天宇, 趙建軍, 高揚 申請人:北京礦冶研究總院