一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法

摘要

本发明公开了一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法。原理为利用空气等离子体光谱数据相关性回归得到的回归关联式修正样品等离子体光谱数据。因实验环境稳定，所以将空气等离子体光谱作为标准光谱存储于数据库中。当LIBS测量样品的重复性异常时，重新测量该时刻的空气等离子体光谱，并将此光谱与数据库中存储的标准空气等离子体光谱进行相关性回归得到回归关联式，应用此关联式修正样品等离子体光谱，获得最终的样品等离子体光谱。本发明有效提高了LIBS技术测量样品的重复性，方法简单可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，特别涉及一种利用空气光谱相关性回归修正样品光谱的方法。

背景技术

激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)技术采用脉冲激光作为发射光谱分析的诱发工具，凭借无需或简单的样品预处理、对样品微损和多元素同步快速检测等优势，已逐步发展成为一种潜在的工业过程在线检测技术，被尝试应用于各种工业过程的质量控制或状态诊断。但是由于技术自身特点，在进行重复测量时，样品的光谱数据不稳定，重复性较差，直接影响了LIBS技术对样品重复测量的准确性和可靠性，所以提高LIBS技术重复性极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法。利用空气光谱数据(重复实验新测空气光谱与数据库中标准空气光谱数据)进行相关性回归，通过得到的回归关联式实现对样品光谱的修正。

本发明的技术方案是：

1.一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，其特征在于包括如下步骤：

1)重复实验时测量样品等离子体光谱与空气等离子体光谱并记 录其数据；

2)将新测量的空气等离子体光谱数据与数据库中标准空气等离子体光谱数据进行相关性回归，得到回归关联式；

3)将新测样品等离子体光谱带入2)所得的回归关联式得到修正后的样品等离子体光谱；

2.根据权利要求1所述的一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，其特征在于第1)、2)步所述的光谱数据是横纵坐标分别为波长与波峰强度的若干个点的数据组。

3.根据权利要求1所述的一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，其特征在于第2)步所述的数据库包含标准的空气等离子体光谱。

4.根据权利要求1所述的一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，其特征在于第2)步所述的相关性回归是对相同光谱范围内的空气等离子体的光谱强度进行的回归。

5.根据权利要求1所述的一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，其特征在于第2)步所述的相关性回归是最小二乘回归，且认为标准空气光谱为自变量，新测空气光谱数据为因变量。

6.根据权利要求1所述的一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，其特征在于第2)步所述的回归关联式是线性或者非线性方程。本发明具有如下优点：

本发明通过将数理统计中回归分析与激光诱导击穿光谱技术结合，提供了一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，利用空 气等离子体光谱修正样品等离子体光谱简单可靠，能方便快捷对重复实验的光谱数据进行修正，有效提高LIBS技术的重复性，再现性，使数据标准化。

附图说明

图1是本发明修正方法的流程图；

图2空气等离子体光谱数据相关性回归得到的直线方程；

图3—图7具体实施案例中Mg、Ca特征谱线于第一次实验、第二次实验、修正后对比。

具体实施方式

结合图1所示的流程图可知，本发明提出的一种提高LIBS技术测量样品重复性的修正方法，包括了如下步骤：

1)测量粉末样品(本实施例中所用颗粒流样品为不同目数粉末状矿物质样品)的光谱数据，分别对80、100、150、200、325、400目粉末样品采集200个数据，然后对其求平均，存入数据库中。测量当时空气光谱数据，可认为标准空气光谱，采集100个求平均，存入数据库。

2)进行重复实验(与第一次实验条件一致)。同样分别测量并记录200个样品光谱数据求平均值，100个空气光谱数据求平均值。

3)将第一次所测标准空气光谱数据设为自变量X、第二次所测空气光谱数据设为因变量Y，相关性回归后(本例应用线性回归)得到线性回归方程Y＝-48.34736+1.12128X。

4)将第二次所测的样品光谱数据Y’带入Y＝-48.34736+1.12128X得 到对应的X’则为修正后的样品光谱数据，将第一次所测样品光谱，第二次所测样品光谱、修正后样品光谱绘图(图3-图7)比较。第二次所测样品光谱通过修正后可以和第一次所测样品光谱保持非常好的一致性，说明通过空气等离子体光谱的修正可有效提高LIBS测量的重复性。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。