CN104950000B - 一种适用于中子活化元素分析的峰位置相近能谱寻找方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于中子活化元素分析的峰位置相近的能谱寻找方法，通过对谱形知识库中的文件进行编号并根据峰位置信息建立索引文件，索引文件为位数长度与谱形个数相同的二进制数，根据实测谱形的峰位置信息，通过对索引文件做相应的布尔运算，获得谱形知识库中符合寻找要求的谱形。该寻找方法能够迅速准确的从谱形知识库中寻找出与实测谱形具有相近的峰位置的谱形。尤其是当谱形知识库中的谱形文件的数量足够庞大，远远大于谱形文件的总道址数的时候，该方法的优势则有明显的体现。

Description

一种适用于中子活化元素分析的峰位置相近能谱寻找方法

技术领域

本发明涉及一种元素分析的数据处理技术方法，具体涉及一种中子活化元素分析的数据处理技术方法。

背景技术

建材、煤炭、热电、冶金、矿山等行业需要对输送皮带上散装物料的元素成分及含量进行分析，以指导生产。利用中子活化瞬发γ分析技术的多元素分析仪作为一种主要的在线元素分析仪器，可很好的实现对输送皮带上散装物料的连续分析。

目前该类仪表的分析原理，都是中子照射在物料上，与物料中各元素原子核发生反应，不同元素放射出不同能量及强度的特征γ射线，通过检测特征γ射线的能量辨识元素种类，通过检测特征γ射线的强度得出元素含量。

而具体的分析方法，则是采用针对某元素的特征γ射线的峰面积来构建对应该元素含量的数学模型，然后通过实测样品标定的方式来确定数学模型中的参数。即根据对若干组已知元素含量的物料进行测量，将已知的元素含量以及该元素特征峰面积代入数学模型，通过线性回归或非线性回归的处理，获得数学模型中的各个参数。

但是该方法的弊端是：不能对未知元素分析，而且对于未构建数学模型的元素也无法分析；同时还无法分析元素含量在标定样的覆盖范围之外的物料；而每次增加标定样品后，都需要重新进行回归处理。

发明内容

针对上述缺陷，采用直接与谱形知识库中全部的谱形进行有效比对的方式，寻找出谱形知识库中具有与实测谱形相同、相近性征的谱形，通过分析比较实测谱形与已知元素含量信息谱形之间的差异，获取实测谱形所对应的被测物料中各组成元素的成分及含量等信息。

而实现过程中的关键在于能够从谱形知识库中快速准确的寻找出与实测谱形具有相近的峰位置的谱形，即将谱形知识库中，符合以下特征的谱形全部找出：该谱形中的每个峰所对应的道址都能在实测谱形中找到相同道址上的峰。

本发明提出一种适用于中子活化元素分析的峰位置相近的能谱寻找方法，能够实现从谱形知识库中快速准确的寻找出全部符合以下特征的谱形：该谱形中的每个峰所对应的道址都能在实测谱形中找到相同道址上的峰。

实现该方法的前提是，谱形知识库中的全部谱形，与实测谱形都具有着相同的总道址数；否则，该方法没有任何实际的意义。而在实际应用中，可以通过常规的谱形变换技巧，使得谱形知识库中的全部谱形与实测谱形都具有着相同的总道址数。

该寻找谱形的方法的具体内容如下：

1）对谱形知识库中的谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n，其中n的取值范围是不小于1的自然数；

2）若谱形的总道址数为N道，N的取值范围是不小于1的自然数，则建立N个“数据”；每个数据都是位数长度为n的二进制数；

3）第i个数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；其中i为自然数，取值范围为1≤i≤N；其中m为自然数，取值范围为1≤m≤n；

4）对欲分析的实测谱形进行寻峰处理，确定峰位置所在的具体道址a1、a2、a3、……ak，其中k为实测谱形中峰的总个数；其中k为自然数，取值范围为1≤k≤N；

5）将N个数据中，将对应实测谱形中峰位置道址的数据的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A，即“数据a1”、“数据a2”、“数据a3”、……“数据ak”的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A；将其余的N-k个数据则每一位皆取反后，相同位置的值进行布尔“and”运算得到二进制数B；

6）将新生成的二进制数A与二进制数B的相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到一个新的二进制数；而该二进制数的哪些位置上的值为“1”，则对应知识库中的相应编号的谱形就是要寻找的结果。

其中，确定峰位置所在道址的寻峰算法及处理技巧，已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握。

有益效果：

该寻找方法能够迅速准确的从谱形知识库中寻找出与实测谱形具有相同的峰位置的谱形。尤其是当谱形知识库中的谱形文件的数量n足够庞大，远远大于谱形文件的总道址数N的时候，该方法的优势则有明显的体现。

例如当谱形知识库中有上万个谱形文件，而每个谱形文件的总道址数为1024道的时候，我们可以仅仅对1024个数进行运算，便能快捷的寻找出我们所需要的谱形来。

具体实施方式

本发明提出一种适用于中子活化元素分析的峰位置相近的能谱寻找方法，能够实现从谱形知识库中快速准确的寻找出全部符合以下特征的谱形：该谱形中的每个峰所对应的道址都能在实测谱形中找到相同道址上的峰。

实现该方法的前提是，谱形知识库中的全部谱形，与实测谱形都具有着相同的总道址数；否则，该方法没有任何实际的意义。而在实际应用中，可以通过常规的谱形变换技巧，使得谱形知识库中的全部谱形与实测谱形都具有着相同的总道址数。

该寻找谱形的方法的具体内容如下：

1）对谱形知识库中的谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n，其中n的取值范围是不小于1的自然数；

2）若谱形的总道址数为N道，N的取值范围是不小于1的自然数，则建立N个“数据”；每个数据都是位数长度为n的二进制数；

3）第i个数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；其中i为自然数，取值范围为1≤i≤N；其中m为自然数，取值范围为1≤m≤n；

4）对欲分析的实测谱形进行寻峰处理，确定峰位置所在的具体道址a1、a2、a3、……ak，其中k为实测谱形中峰的总个数；其中k为自然数，取值范围为1≤k≤N；

5）将N个数据中，将对应实测谱形中峰位置道址的数据的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A，即“数据a1”、“数据a2”、“数据a3”、……“数据ak”的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A；将其余的N-k个数据则每一位皆取反后，相同位置的值进行布尔“and”运算得到二进制数B；

6）将新生成的二进制数A与二进制数B的相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到一个新的二进制数；而该二进制数的哪些位置上的值为“1”，则对应知识库中的相应编号的谱形就是要寻找的结果。

应用实例：

因为实际应用中的谱形的总道址数一般是1024道或2048道，也有4096道的，为了叙述方便，设定谱形的总道址数为7道，而谱形知识库中的谱形个数为5个，具体设定如下：

谱形1的峰位置所在道址数为：1、3、5、7，即峰位置元素为：{1、3、5、7}；

谱形2的峰位置所在道址数为：2、4、6，即峰位置元素为：{2、4、6}；

谱形3的峰位置所在道址数为：3、5，即峰位置元素为：{3、5}；

谱形4的峰位置所在道址数为：2、5，即峰位置元素为：{2、5}；

谱形5的峰位置所在道址数为：1、3、5，即峰位置元素为：{1、3、5}；

详细可见下表：

对应的形成7组二进制数的数据，具体见下表：

从上表中可以看出：数据1的内容为“10001”，则体现出了谱形1和谱形5是有峰位置在道址1的；类似的，数据6的内容为“01000”，则体现出了谱形2是有峰位置在道址6的。

然后开始与新谱形进行“峰位置比对处理”：

若有新谱形8的峰位置所在道址为1、3、5，则可将“数据1”、“数据3”、“数据5”的相同位置上的值进行布尔“or”运算，得到新数据A为“10111”；具体运算见下表：

再将“数据2”、“数据4”、“数据6”、“数据7”进行每位取反后，再对相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到新数据B为“00101”；具体运算见下表：

然后再对新数据A与新数据B的相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到一个新的二进制数，而该二进制数的第几个位置是“1”，则有谱形知识库中第几个谱形与新谱形相一致。

具体运算见下表：

从表中看出，与新谱形8的峰位置具有相似性的是谱形知识库中“谱形3”和“谱形5”。

Claims (1)

1.一种适用于中子活化元素分析的峰位置相近能谱寻找方法，其特征在于：

寻找谱形的方法的具体过程如下：

1）对谱形知识库中的谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n，其中n的取值范围是不小于1的自然数；

2）若谱形的总道址数为N道，N的取值范围是不小于1的自然数，则建立N个“数据”；每个数据都是位数长度为n的二进制数；

3）第i个数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；其中i为自然数，取值范围为1≤i≤N；其中m为自然数，取值范围为1≤m≤n；

4）对欲分析的实测谱形进行寻峰处理，确定峰位置所在的具体道址a1、a2、a3、……ak，其中k为实测谱形中峰的总个数；其中k为自然数，取值范围为1≤k≤N；

5）将N个数据中，将对应实测谱形中峰位置道址的数据的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A，即“数据a1”、“数据a2”、“数据a3”、……“数据ak”的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A；将其余的N-k个数据则每一位皆取反后，相同位置的值进行布尔“and”运算得到二进制数B；

6）将新生成的二进制数A与二进制数B的相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到一个新的二进制数；而该二进制数的哪些位置上的值为“1”，则对应知识库中的相应编号的谱形就是要寻找的结果。