一种结合判别分析的激光诱导击穿光谱定量分析方法

摘要

一种结合判别分析的激光诱导击穿光谱定量分析方法，属于原子发射光谱测量技术领域。该方法首先使用各种特性已知的同类的n种样品作为定标样品，利用激光诱导击穿光谱系统对每种定标样品分别进行检测，建立定标样品谱线强度的数据库，再利用该数据库建立目标特性的定标模型。对未知样品检测时，使用判别分析的方法从数据库内找出对应的定标样品，再根据未知样品和定标样品的光谱相关系数和谱线强度偏差来校验判别结果；若判定为数据库内样品，则直接给出测量结果，因而能提高库内样品测量的重复性；若判定为库外样品，则从数据库中寻找最为近似的样品，为定量分析提供参考。该方法能够显著提高激光诱导击穿光谱定量分析的精确度和准确度。

主权项

一种结合判别分析的激光诱导击穿光谱定量分析方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)首先使用各种特性已知的同类的n种样品作为定标样品，利用激光诱导击穿光谱系统对每种定标样品分别进行检测：对每种定标样品重复击打t次，得到n种定标样品的t×n个特征光谱，从每个特征光谱中得到定标样品内各种元素的特征谱线强度；对于第j种定标样品得到特征光谱的谱线强度矩阵：$E^j=\left[\begin{array}{cccccc}{I}_1^j& I_2^j& ...& I_{i\times l}^j& ...& I_{k\times m}^j\end{array}\right]$其中，表示第j种定标样品中第i种元素的第l条特征谱线对应的谱线强度，i＝1，2，…k；j＝1，2，…，n；l＝1，2，…，mk为元素的种数；n为定标样品的种数；m为某种元素对应的特征谱线的数目；2)对于任一种定标样品，由t次重复击打得到的特征光谱得到t个计算t个的标准偏差，得到标准偏差矩阵F^j：$F^j=\left[\begin{array}{cccccc}{\sigma }_1^j& {\sigma }_2^j& ...& {\sigma }_{i\times l}^j& ...& {\sigma }_{k\times m}^j\end{array}\right]$其中，表示t个的标准偏差；3)以各种特性已知的同类的n种定标样品的各种元素的特征谱线强度作为判别分析的数据库，每种定标样品对应一种子类别；4)以各种特性已知的同类的n种定标样品中某一种特性作为目标特性，利用单变量定标或者多变量定标的方法对定标样品的目标特性建立定标模型；5)对于目标特性未知的一种待测样品，首先使用激光诱导击穿光谱系统检测待测样品，重复击打t次得到t个特征光谱，得到待测样品中各种元素的t个特征谱线强度矩阵然后利用判别分析的方法判断一种待测样品的t个特征光谱所对应的定标样品的子类别，确定与待测样品对应的子类别为第h种定标样品；6)分别计算待测样品的t个特征光谱的平均特征谱线强度矩阵和第h种定标样品的t个特征光谱的平均特征光谱强度矩阵求取和的相关系数R，R的范围在0‑1之间；令若相关系数R大于设定阈值，并且矩阵ΔE中任意元素ΔE_i×l均小于第h种定标样品的标准偏差矩阵F^h中对应的元素则将待测样品判定为数据库内第h种定标样品，直接得到待测样品的目标特性的值，否则利用步骤4)中的定标模型计算目标特性的值。