[发明专利]一种基于MPT光谱数据的重叠谱线分离方法

说明书

一种基于MPT光谱数据的重叠谱线分离方法，包括步骤：选择待分析的重叠光谱数据，在重叠光谱数据中估算待分离谱线的特征数据，特征数据包括最大峰值I、峰值波长λ和半峰宽σ，及拟合所述最大峰值I所对应的有效分析区域；基于MPT光谱数学模型构建目标函数，并利用目标函数在所述有效分析区域内对待分离谱线的特征数据进行优化匹配，获得最优分离谱线；将重叠光谱数据减去最优分离谱线的光谱数据获得下一个待分析的重叠光谱数据。使得MPT光谱仪进行样品分析时，可以直接使用重叠峰形区域的数据进行定性和定量分析，使得MPT光谱仪的分析性能，以及MPT光谱仪对复杂混合样品的检测能力和检测精度得到了大幅度提升。

技术领域

本发明涉及原子发射光谱分析技术领域，具体涉及一种基于MPT光谱数据的重叠谱线分离方法。

背景技术

MPT光谱仪由光源系统和光谱数据采集分析系统组成，光源系统用于激发出待测样品中的元素的特征光谱；光谱采集分析系统用于采集光源系统激发出的元素特征光谱信息，然后利用特征光谱信息进行样品中元素的定性或定量分析。待分析样品的各个组分在光谱图上的不同波长位置上的分离由光谱数据采集分析系统中的分光系统来完成，但是由于硬件设备的分辨能力有限，导致很多波长非常接近的元素谱线的谱峰并不能完成分开，在采集到的特征光谱数据中表现为多个谱峰重叠形成的组合峰形态，不利于后续的样品量化分析。

因此，通常情况下，由于重叠峰数据是由多条元素谱线的谱峰组合而成，无法直接使用，所以在使用MPT光谱仪进行样品分析时，会尽量避开使用重叠峰形区域的谱线，这就使得很多时候，为避开重叠峰而放弃了选择待测元素发射强度较强的谱线，而选择了元素发射强度较弱的谱线，致使仪器对样品的检测精度和准确度降低。尤其对复杂混合样品进行分析时，要先进行复杂的样品前处理，即使前处理后，也常常由于可选择的发射强度较强且无峰重叠的谱线较少或没有，导致仪器对样品的检测精度和准确度不够，甚至无法对样品进行定量检测。

发明内容

本申请提供一种基于MPT光谱数据的重叠谱线分离方法，包括步骤：

选择待分析的重叠光谱数据，所述重叠光谱数据表示为{X，Y}，其中X＝{λ₀，λ₁，λ_i…λ_n}，Y＝{I₀，I₁，I_i…I_n}，i＝0，1，2…n，i为重叠光谱数据的序号，n为重叠光谱数据的个数，λ_i为第i个谱线的峰值波长，I_i为第i个谱线的光谱强度值；

在重叠光谱数据中估算待分离谱线的特征数据，特征数据包括最大峰值I、峰值波长λ和半峰宽σ，及拟合最大峰值I所对应的有效分析区域；

基于MPT光谱数学模型构建目标函数，并利用目标函数在有效分析区域内对待分离谱线的特征数据进行优化匹配，获得最优分离谱线；

将重叠光谱数据减去所述最优分离谱线的光谱数据获得下一个待分析的重叠光谱数据。

一种实施例中，估算待分离谱线的特征数据，包括：

最大峰值I为所核糖重叠光谱数据中光谱强度值的最大值，I＝max{Y}；

峰值波长λ为所述最大峰值I对应的波长值；

半峰宽σ的计算公式为：

其中，Δλ₁＝|λ_i-λ|，Δλ₂＝|λ₂-λ|，I₁为最大峰值I左侧，满足且min(λ-λ_i)条件的强度值；I₂为最大峰值I右侧，满足且min(λ_i-λ)条件的强度值，λ₁为I₁对应的波长值；λ₂为I₂对应的波长值。