CN104951451A - 一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法，谱形知识库中包含有二类文件，其中一种是包含有对应元素含量信息的谱形文件，另外一种是针对全部谱形文件的索引文件。根据本发明的谱形知识库构建方法所建立的谱形知识库，具有数据信息完善有序，易于操作，配合适合的检索方法，能够迅速快捷的将符合条件的谱形文件全部寻找出来，不会丢漏数据。

Description

一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法

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、相似性征的谱形，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，获取新测量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。

该方法首先要建立一个该方法的执行基础是要构建一个标准而规范的谱形知识库，即要求谱形知识库中的谱形，具有相同的总道址数及“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同。如果是非规范的谱形，则需要通过谱形变换，如“峰漂移修正”及“活时间修正”，换算成为规范谱形后再存入谱形知识库中。

本发明所涉及的一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法，其特征在于：

谱形知识库中包含有二类文件，其中一种是包含有对应元素含量信息的谱形文件，另外一种是针对全部谱形文件的索引文件。

 谱形知识库中的每个谱形文件中，包含有完整的谱形信息以及对应所含有各种元素的具体含量，谱形知识库中的全部包含有完整的谱形信息以及对应元素含量信息的谱形文件，具有相同的总道址数及“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同，具体的文件格式可以为：假如该谱形文件的总道址数为N，则文件共有N+103组数值，前N组数值为谱形的每个道址从对应能量由低到高依次顺序的计数，即谱形的从第1道至第N道的计数值；后103组依次为按照原子序数排列的各元素所对应的含量，若不含有该元素则在对应位置填入“0”，若明确含有该元素但该元素含量未知则在对应位置填入“-1”。

 针对全部谱形文件的索引文件，则由谱形知识库中的全部谱形文件中的峰位置信息生成，具体方案如下：

1）对知识库中谱形进行编号；若有n个谱形，则从0开始，直到最后一个为n；

2）每个谱形的总道址数为N，则索引文件包含有N个索引数据；每个索引数据为位数长度是n的二进制数；

3）第i个索引数据的产生方式为：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，“峰漂移修正”及“活时间修正”等多种为了实现谱形变换的技术方法有很多种，已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握；同样的，确定峰位置所在道址的寻峰算法及处理技巧，也已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握。

 有益效果：

根据本发明的谱形知识库构建方法所建立的谱形知识库，具有数据信息完善有序，易于操作，配合适合的检索方法，能够迅速快捷的将符合条件的谱形文件全部寻找出来，不会丢漏数据。

具体实施方式

本发明所涉及的一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法，其具体内容如下：

谱形知识库中包含有二类文件，其中一种是包含有对应元素含量信息的谱形文件，另外一种是针对全部谱形文件的索引文件。

 谱形知识库中的每个谱形文件中，包含有完整的谱形信息以及对应所含有各种元素的具体含量，谱形知识库中的全部包含有完整的谱形信息以及对应元素含量信息的谱形文件，具有相同的总道址数及“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同，具体的文件格式可以为：假如该谱形文件的总道址数为N，则文件共有N+103组数值，前N组数值为谱形的每个道址从对应能量由低到高依次顺序的计数，即谱形的从第1道至第N道的计数值；后103组依次为按照原子序数排列的各元素所对应的含量，若不含有该元素则在对应位置填入“0”，若明确含有该元素但该元素含量未知则在对应位置填入“-1”。

 针对全部谱形文件的索引文件，则由谱形知识库中的全部谱形文件中的峰位置信息生成，具体方案如下：

1）对知识库中谱形进行编号；若有n个谱形，则从0开始，直到最后一个为n；

2）每个谱形的总道址数为N，则索引文件包含有N个索引数据；每个索引数据为位数长度是n的二进制数；

3）第i个索引数据的产生方式为：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，“峰漂移修正”及“活时间修正”等多种为了实现谱形变换的技术方法有很多种，已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握；同样的，确定峰位置所在道址的寻峰算法及处理技巧，也已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握。

 应用实例：

由于在实际应用过程中，通常中子活化多元素分析的实测谱形的总道址数为1024道或2048道，也有512道、4096道或者其它数量的道，为简化对应用实例的叙述，对谱形文件及所对应的元素进行如下假定：

假设谱形的总道址数为10道，并且不存在103种元素，只存在原子序数分别为1、2、3的元素种类，并且有原子序数为1的元素的特征峰的位置对应道址2，原子序数为2的元素的特征峰的位置对应道址5，原子序数为3的元素的特征峰的位置对应道址8；

假设现有谱形五个，其每个道址上的数据及所对应各元素的含量见下表：

表中标注“？”是表示该元素的含量未知。

 相应的，五个谱形中的峰位置见下表：

则谱形知识库中的每个谱形文件应有13组数值，具体见下表：

则谱形知识库中的索引文件共有10个索引数据，每个索引数据是位数为5的二进制数，具体见下表：

Claims (3)

1.一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法，其特征在于：

谱形知识库中包含有二类文件，其中一种是包含有对应元素含量信息的谱形文件，另外一种是针对全部谱形文件的索引文件。

2. 根据权利要求1所述的一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法，其特征在于：

谱形知识库中的全部包含有对应元素含量信息的谱形文件，具有相同的总道址数及“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同；

并且具体的文件格式为：假如该谱形的总道址数为N，则文件共有N+103组数值，前N组数值为谱形的每个道址从对应能量由低到高依次顺序的计数，即谱形的从第1道至第N道的计数值；后103组依次为按照原子序数排列的各元素所对应的含量，若不含有该元素则在对应位置填入“0”，若明确含有该元素但该元素含量未知则在对应位置填入“-1”。

3.根据权利要求1所述的一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库构建方法，其特征在于：

针对全部谱形文件的索引文件，由谱形知识库中的全部谱形文件中的峰位置信息生成，具体方案如下：

1）对知识库中谱形进行编号；若有n个谱形，则从0开始，直到最后一个为n；

2）每个谱形的总道址数为N，则索引文件包含有N个索引数据；每个索引数据为位数长度是n的二进制数；

3）第i个索引数据的产生方式为：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”。