基于双脉冲激光诱导击穿光谱的作物重金属和微量元素检测方法

摘要

本发明公开了一种基于双脉冲激光诱导击穿光谱的作物重金属和微量元素检测方法，包括：双脉冲固体激光器在延时发生器控制下依次发出异轴的两路激光，一路激光经光路爬高后，垂直击打在样本表面，激发产生等离子体；另一路激光直接击打在等离子体上；采集特征谱线；根据待测和重金属和微量元素，从特征谱线中选取不存在自吸收和自反转且强度最高的四条谱线；以样本参考值作为输出，以谱线强度作为输入，建立多种多元回归模型，选取其中四个最优模型，并以这四个模型的预测结果作为输入，以样本参考值作为输出建立综合模型；针对待检测的新鲜植物叶片，获取四条谱线强度输入综合模型，计算出重金属和微量元素的含量。

主权项

一种基于双脉冲激光诱导击穿光谱的作物重金属和微量元素检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以新鲜植物叶片为样本，放置在样品台上；2)双脉冲固体激光器在延时发生器控制下依次发出异轴的两路激光，一路激光经光路爬高后，垂直击打在样本表面，激发产生等离子体；另一路激光直接击打在等离子体上；3)激光能量趋于稳定时，采集等离子体冷却产生的特征谱线，并通过样品台改变激光击打位置，得到样本不同位置的特征谱线；当完成所有点的光谱采集后，表面成像系统获取植物叶片的表面图像信息，并传输到计算机中；4)更换不同植物叶片的多个样本，重复步骤1)～步骤3)，得到不同样本的特征谱线；5)根据待测的重金属和微量元素，从所述的特征谱线中选取不存在自吸收和自反转且强度最高的四条谱线，所选谱线的强度分别为I₁、I₂、I₃、I₄；6)以样本参考值作为输出Y′，以所述的谱线强度I₁、I₂、I₃、I₄作为输入，建立多种多元回归模型，选取其中四个最优模型，并以这四个模型的预测结果Y₁、Y₂、Y₃、Y₄作为输入，以样本参考值Y′作为输出建立综合模型；综合模型方程为：Y＝mY₁+nY₂+jY₃+kY₄+l，m、n、j、k分别为该综合模型中Y₁、Y₂、Y₃、Y₄对应的回归系数，l是该综合模型的常数；7)针对待检测的新鲜植物叶片，重复步骤1)～步骤5)，获取四条谱线强度I₁、I₂、I₃、I₄输入所述的综合模型，计算出重金属和微量元素的含量；8)将步骤3)获得的植物叶片图像信息和步骤7)获得的元素含量信息在计算机中进行数据融合处理，获取植物叶片重金属和微量元素含量的分布图。