CN112113954A - 一种用于光谱仪的线阵cmos数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法，该方法为，S1、开启光谱仪；S2、选取不同浓度梯度的待测元素的单标溶液形成谱图；S3、确定待测元素的峰位置与左右背景位置；S4、采集纯水的强度数据以及采集待测元素若干不同浓度的强度数据；S5、将的待测元素的强度数据减去纯水的强度数据，得到待测元素的强度值；S6、计算待测元素的净强度值；S7、将净强度值与待测元素的含量拟合为一次函数；S8、确定未知样品的净强度值；S9、通过一次函数，求得未知样品中待测元素的含量。有效降低本底波动对光谱仪产生的影响，降低了仪器的检出限，提升了仪器的稳定性以及重复性，可以测试较难激发的元素，拓宽了光谱仪的应用。
Description
技术领域
本发明属于光谱仪领域中信号处理，尤其是涉及一种用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法。
背景技术
ICP发射光谱仪即电感耦合等离子体光谱仪，ICP发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法，ICP发射光谱仪主要应用于无机元素的定性及定量分析，目前市场上的光谱仪通常采用CID进行检测，由于CID的加强昂贵，导致光谱仪的成本较高，为了节约成本可以采用价格低廉的线阵CMOS替代CID，但是线阵CMOS本身暗电流波动较大，本底波动明显，从而导致光谱仪的检出限较高，仪器的稳定性与重复性较差，对光谱仪产生较大影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低本底波动对光谱仪的影响的线阵CMOS数据处理方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法，该方法为，
S1、开启光谱仪进行预热；
S2、选取不同浓度梯度的待测元素的单标溶液，通过光谱仪形成若干谱图；
S3、根据谱图确定对应浓度梯度的待测元素的峰位置与左右背景位置；
S4、采集纯水的强度数据以及采集待测元素若干不同浓度的强度数据；
S5、将步骤S4中采集的待测元素的强度数据减去纯水的强度数据，得到若干对应不同浓度的待测元素的强度值；
S6、根据步骤S5中计算得到待测元素强度值，计算确定待测元素的若干个净强度值；
S7、将步骤S6中的待测元素的净强度值与待测元素的含量拟合为一次函数；
S8、采集未知样品的强度数据并减去纯水的强度数据得到未知样品的强度值，根据该强度值计算确定未知样品的净强度值；
S9、将步骤S8中得到的净强度值带入至步骤S7中得到的一次函数，求得未知样品中待测元素的含量。
进一步具体的，所述的净强度值的确定方法为，强度数据包括峰强度以及左右背景强度，在左右背景强度中选取n个最小值求得其最小平均强度值，之后通过峰强度减去该最小平均强度值得到净强度值。
进一步具体的，所述的n＞2。
进一步具体的，所述的n＝10。
进一步具体的，所述的步骤S2-步骤S7得到的一次函数已经预存入数据库内，在检测未知样品时直接调用。
进一步具体的，所述的步骤S2中不同浓度梯度为0.2ppm、0.5ppm、1ppm、2.5ppm、5ppm。
进一步具体的，所述的步骤S2中不同浓度梯度为0.25ppm、0.5ppm、1ppm、2ppm、5ppm。
本发明的有益效果是：通过采用上述针对线阵CMOS数据的处理方法，可以有效降低本底波动对光谱仪产生的影响，极大的降低了仪器的检出限，提升了仪器的稳定性以及重复性，进而可以测试一些较难激发的元素，拓宽了光谱仪的使用领域，同时降低了仪器的生产成本。
附图说明
图1是本发明用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
如图1所示一种用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法，该方法为，
S1、开启光谱仪进行预热，预热2小时；
S2、选取不同浓度梯度的待测元素的单标溶液，通过光谱仪形成若干谱图，不同浓度梯度需要根据需求进行选择，该浓度梯度需要包括位置样品的浓度，一般选择为0.2ppm、0.5ppm、1ppm、2.5ppm、5ppm或者0.2ppm、0.5ppm、1ppm、2.5ppm、5ppm。
S3、根据谱图确定对应浓度梯度的待测元素的峰位置与左右背景位置，在谱图中确定元素的位置从而能够确定该元素。
S4、采集纯水的强度数据以及采集待测元素若干不同浓度的强度数据，该强度数据包括在谱图上显示的峰强度以及左右背景强度。
S5、将步骤S4中采集的待测元素的强度数据减去纯水的强度数据，即待测元素在谱图上显示的峰强度与左右背景强度减去纯水在谱图上显示的峰强度与左右背景强度，减去纯水对待测元素的干扰，得到若干对应不同浓度的待测元素的峰强度值与左右背景强度值。
S6、根据步骤S5中计算得到待测元素强度值，计算确定待测元素的若干个净强度值；净强度值的确定方法为，在左右背景强度值中选取n个最小值求得其最小平均强度值，之后通过峰强度值减去该最小平均强度值得到净强度值；其中n＞2，n根据需要并通过经验进行选取，在本方案中选取为10。
S7、将步骤S6中的待测元素的净强度值与待测元素的含量拟合为一次函数，而待测元素因为采用的为标准溶液，故待测元素的含量为已知。
上述步骤中，待测元素根据需要选择，拟合成为多个不同元素的一次函数，可以预先准备好后存储于光谱仪内部，在使用时调用即可。
S8、采集未知样品的强度数据并减去纯水的强度数据得到未知样品的强度值，根据该强度值计算确定未知样品的净强度值；该步骤计算未知样品的净强度值的方法与步骤S5与步骤S6一致。
S9、将步骤S8中得到的净强度值带入至步骤S7中得到的一次函数，求得未知样品中待测元素的含量。
下面通过上述方法对Pb元素进行测试，对5组测试结果进行评估，每组中选取10个样品进行测试，待测元素的单标溶液的浓度梯度为0.2ppm、0.5ppm、1ppm、2.5ppm、5ppm。
表1：5组实施例的对比表
如表1中所示，在实施例1、2、3、4以及5中使用本方案方法后得到的相对标准偏差均小于使用本方案方法前得到的相对标准偏差，这说明使用本方案方法后所得的结果更加准确，有效降低本底波动对光谱仪产生的影响，极大的降低了仪器的检出限，提升了仪器的稳定性以及重复性，进而可以测试一些较难激发的元素，拓宽了光谱仪的使用领域，同时降低了仪器的生产成本。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法，其特征在于，该方法为，
S1、开启光谱仪进行预热；
S2、选取不同浓度梯度的待测元素的单标溶液，通过光谱仪形成若干谱图；
S3、根据谱图确定对应浓度梯度的待测元素的峰位置与左右背景位置；
S4、采集纯水的强度数据以及采集待测元素若干不同浓度的强度数据；
S5、将步骤S4中采集的待测元素的强度数据减去纯水的强度数据，得到若干对应不同浓度的待测元素的强度值；
S6、根据步骤S5中计算得到待测元素强度值，计算确定待测元素的若干个净强度值；
S7、将步骤S6中的待测元素的净强度值与待测元素的含量拟合为一次函数；
S8、采集未知样品的强度数据并减去纯水的强度数据得到未知样品的强度值，根据该强度值计算确定未知样品的净强度值；
S9、将步骤S8中得到的净强度值带入至步骤S7中得到的一次函数，求得未知样品中待测元素的含量。
2.根据权利要求1所述的用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法，其特征在于，所述的净强度值的确定方法为，强度数据包括峰强度以及左右背景强度，在左右背景强度中选取n个最小值求得其最小平均强度值，之后通过峰强度减去该最小平均强度值得到净强度值。
3.根据权利要求2所述的用于光谱仪的线阵CMOS数据处理方法，其特征在于，所述的n＞2。
4.根据权利要求3所述的用于光谱仪的线阵COMS数据处理方法，其特征在于，所述的n＝10。
5.根据权利要求1所述的用于光谱仪的线阵COMS数据处理方法，其特征在于，所述的步骤S2-步骤S7得到的一次函数已经预存入数据库内，在检测未知样品时直接调用。
6.根据权利要求1所述的用于光谱仪的线阵COMS数据处理方法，其特征在于，所述的步骤S2中不同浓度梯度为0.2ppm、0.5ppm、1ppm、2.5ppm、5ppm。
7.根据权利要求1所述的用于光谱仪的线阵COMS数据处理方法，其特征在于，所述的步骤S2中不同浓度梯度为0.25ppm、0.5ppm、1ppm、2ppm、5ppm。
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