[发明专利]金属离子浓度的优化谱线数据分析方法

权利要求书

1.一种金属离子浓度的优化谱线数据分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1.数据采集

设置极谱仪的扫描条件，包括富集时间、扫描速率、扫描电压范围、扫描电压步长，通过所述极谱仪扫描待测样品得到初始数据和初始谱线；

Step2.数据处理

所述数据处理步骤包括，

step2.1去噪处理：

对所述初始数据和所述初始谱线进行去噪处理，得到去燥数据和去燥谱线；

step 2.2校正处理

对去燥处理后的所述去燥数据和所述去燥谱线进行校正处理，得到校正数据和校正谱线；

step 2.3得到校正基线

根据step2.2中的计算成果，计算校正基线；

step 2.4得出校正峰值

在所述校正基线下寻找并计算校正峰值；

step 2.5得到校正峰面积

在所述校正基线下计算校正峰面积； 

Step3. 计算待测样品金属离子浓度。

2.根据权利要求1所述的优化极谱数据分析方法，其特征在于，所述富集时间范围为5-50s；所述扫描速率范围为200-600mV/s；所述扫描电压范围为-4000mV～+4000mV；所述扫描电压步长范围为1-20mV。

3.根据权利要求1所述的优化极谱数据分析方法，其特征在于，所述Step2.1去噪处理对所述谱线采用15点加权平均的方法进行除噪，所述15点加权平均的公式为：

                                                               , 

                                                 公式1

                    。

4.根据权利要求1所述的优化极谱数据分析方法，其特征在于，所述step2.2校正处理对所述优化极谱数据分析方法所指定的峰窗口范围的所述初始数据和所述初始谱线进行校正，所述峰窗口范围是确定进行基线处理的谱线的横坐标范围，还包括:

step2.2.1.添加凸函数

对所述初始谱线数据添加凸函数，公式为

                公式2

其中，a为大于0的经验值；

step2.2.2.寻找下凸包

对公式1中的集合P中点集进行排序，产生一个有序点列{P1，P2，…，Pn }，然后逐一引入P中的点，并且当凸包中每增加P中下一个点时，都对当前凸包做相应的调整和更新，此处P为添加过凸函数的谱线数据的数据集，所述的调整和更新包含如下步骤：

step2.2.2.1：对P中点根据横坐标从小到大进行字典排序，得到序列P1，P2，…，Pn；

step2.2.2.2：在Llow中加入P1、P2，开始计算下凸包，此处，Llow为空的凸包列表；

step2.2.2.3：依次向Llow加入点集P中的点Pi，=3开始直到n结束，如果Llow中至少还有三个点，而且最末尾的三个点所构成的不是一个左拐，则将倒数第二个顶点从Llow中删除，否则直接循环下一个数据点；

s t e p2.2.2.4：得到下凸包Llow；

步骤2.2.3）扣除基线，找到的下凸包中第一个点到最后一个点依次直线连接形成一条折线曲线，并根据下凸包中各点横坐标值形成折线函数，得到的折线函数就为被处理数据的基线，所述折线函数通过下凸包各点多项式拟合得到，将步骤2.2.1处理后的数据减去折线函数对应值即得到基线处理后的数据。

5.根据权利要求1所述的优化极谱数据分析方法，其特征在于，step2.3得到校正基线通过step2.2.2中所寻找到的凸包Llow数据中找到基线的始末点计算出一条新的基线。

6.根据权利要求1或5所述的优化极谱数据分析方法，其特征在于，所述step2.2校正处理可在所指定的峰窗口范围进行n次操作，n为大于等于1的自然数。

7.根据权利要求4所述的优化极谱数据分析方法，其特征在于，所述a是大于0小于等于50的任意数值。

8.根据权利要求7所述的谱线处理方法，其特征在于，所述a是2、3、、3.5、4.5、10、14、30。

9.根据权利要求1所述的谱线处理方法，其特征在于，step3计算待测样品金属离子浓度还包括：

step3.1.得到校正标样峰面积与标样浓度和所述校正标样峰面积之比

对已知浓度的标准样品通过所述极谱仪扫描后得到的标样数据及标样谱线进行去噪校正处理并得到校正标样数据和校正标样谱线，计算并得到校正标样峰面积与标样浓度和所述校正标样峰面积之比，默认峰面积为0时浓度为0；

step3.2. 得到待测样品金属离子浓度

根据step2中得到的所述校正峰面积和所述校正标样峰面积之比与标样浓度和标样峰面积之比之间的关系符合的关系计算出待测样品金属离子浓度。