CN203965356U - 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 - Google Patents
用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203965356U CN203965356U CN201320849055.0U CN201320849055U CN203965356U CN 203965356 U CN203965356 U CN 203965356U CN 201320849055 U CN201320849055 U CN 201320849055U CN 203965356 U CN203965356 U CN 203965356U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- baseline
- fluorescence spectrometer
- analyzer
- xray fluorescence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000000306 component Substances 0.000 description 6
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，包括：信号输入部，其用于输入由X射线荧光光谱仪测量所得的光谱信号；信号处理部，其接受由所述信号输入部输入的所述光谱信号并对所述光谱信号进行处理，得到经处理后的光谱；以及输出部，其接收来自信号处理部的经处理后的光谱并输出，其中，信号处理部包括：滤波处理部件，所述滤波处理部件对所述光谱信号进行滤波，以得到梯形滤波；基线恢复处理部件，所述基线恢复处理部件对所述光谱信号进行实时基线恢复处理；以及峰识别部件，所述峰识别部件基于恢复后的基线进行峰识别以得到经处理后的光谱，其中，在所述基线恢复中，实时地采集基线上的多个点值进行平均值处理，所述多个点为1024~16384个点。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料分析领域，特别地涉及光谱仪中数据的采集及处理。
背景技术
数字多道脉冲幅度分析器是能量色散、波长色散X射线荧光光谱仪中数据集采及处理核心部件。数字多道脉冲幅度分析器主要有梯形滤波、基线恢复、峰识别等组成，所有功能及方法通过一块FPGA编程完成。
由于受到电路噪声、硬件温漂等因素的干扰，会导致信号中的基线抖动的比较厉害，且基线更容易受到输入计数率（Input count rate，即输入1s钟内脉冲个数）的影响，以上种种因素都会导致基线的获取比较困难，一次完整的测量使用一个固定值作为基线值是完全无法接受的，这会导致测量的结果有偏差。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本实用新型的目的在于提出一种用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，其实时地捕捉基线的变化情况，从而达到稳定测量的目的。
本实用新型实施例的用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，包括：信号输入部，其用于输入由X射线荧光光谱仪测量所得的光谱信号；信号处理部，其接受由所述信号输入部输入的所述光谱信号并对所述光谱信号进行处理，得到经处理后的光谱；以及输出部，其接收来自信号处理部的经处理后的光谱并输出，其中，信号处理部包括：滤波处理部件，所述滤波处理部件对所述光谱信号进行滤波，以得到梯形滤波；基线恢复处理部件，所述基线恢复处理部件实时地采集基线上的多个点值进行平均值处理以对所述光谱信号进行实时基线恢复处理，所述多个点为1024~16384个点；以及峰识别部件，所述峰识别部件基于恢复后的基线进行峰识别以得到经处理后的光谱。 所述滤波处理部件联接在所述信号输入部之后，且联接在所述基线恢复处理部件之前。
所述基线恢复处理部件联接在所述峰识别部件之前。
所述峰识别部件联接于所述信号输出部之前。
根据用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，能够实时地捕捉基线的变化，从而能够达到稳定测量的目的。
优选地，所述多个点值为梯形滤波的梯形形成前的多个点值。
进一步优选地，所述多个点为4096~16384个点。
尤其优选地，所述多个点为8192个点。
附图说明
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本实用新型的X射线荧光光谱仪；
图2示出了根据本实用新型的多道脉冲幅度分析器；
图3是根据本实用新型的基线恢复方法在采集不同的点数进行平均值处理时的效果图，其中：（a）1024个点；(b) 2048个点；（c）4096个点；（d）8192点；（e）16384点；
图4示出了根据本实用新型的基线恢复方法分别在不同计数率和不同温度条件下测得的Fe元素的峰通道图，其中：（a）在不同计数率下的测试结果；（b）不同温度条件下的测试结果。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
首先，简单介绍根据本实用新型的X射线荧光光谱仪。需要说明的是，所述X射线荧光光谱仪包括能量色散X射线荧光光谱仪和波长色散X射线荧光光谱仪。
如图1所示，根据本实用新型的X射线荧光光谱仪，包括测试部1和多道脉冲幅度分析器2。
测试部1对试样进行检测并获得光谱信号。
多道脉冲幅度分析器2对所述光谱信号进行分析处理并输出经处理后的光谱。
其中，如图2所示，多道脉冲幅度分析器2包括信号输入部100，信号处理部200，以及输出部300。
信号输入部100用于输入由X射线荧光光谱仪测量所得的光谱信号。
信号处理部200接受由信号输入部100输入的所述光谱信号并对所述光谱信号进行处理，得到经处理后的光谱。
输出部300接收来自信号处理部200的经处理后的光谱并输出。
其中，信号处理部200包括滤波处理部件210，基线恢复处理部件220，以及峰识别部件230。
滤波处理部件210对所述光谱信号进行滤波，以得到梯形滤波。
基线恢复处理部件220对所述光谱信号进行实时基线恢复处理。
峰识别部件230基于恢复后的基线进行峰识别以得到经处理后的光谱。
其中，基线恢复处理部件220所采用的基线恢复方法参考后述的基线恢复处理方法。
接下来，描述根据上述X射线荧光光谱仪进行元素分析时的X射线荧光光谱分析法。
根据上述X射线荧光光谱仪进行元素分析时的X射线荧光光谱分析法包括以下步骤：
a) 对试样进行测试，得到未经处理的光谱信号；以及
b) 对所述光谱信号进行幅度分析，以得到经过基线恢复处理后的光谱。
具体地，其中的幅度分析包括以下步骤：
1）输入待分析信号（也就是说，由信号输入部输入的由X射线荧光光谱仪测量所得的待处理光谱信号）；
2）对所述信号进行滤波，得到梯形滤波；以及
3）对滤波后的信号的进行基线恢复，并基于恢复后的基线进行峰识别。
详细而言，在进行基线恢复时所采用的所述基线恢复方法包括以下步骤：对经梯形滤波后的信号进行基线恢复，在所述基线恢复中实时地采集基线上的多个点值进行平均值处理，所述多个点为1024~16384个点。
根据上述用于多道脉冲幅度分析器的基线恢复方法，取代固定值而实时地采集基线上的多个点值进行平均值处理，因此能够实时地捕捉基线的变化，从而能够达到稳定测量的目的。
优选地，所述多个点值为梯形滤波的梯形形成前的多个点值。
进一步优选地，所述多个点为4096~16384个点。
尤其优选地，所述多个点为8192个点。
下面，结合附图3描述在采用不同数量的点值情况下的进行基线恢复的效果图。
由于等腰梯形上下两底相平行，因此，在进行梯形滤波的情况下，只需实时采集梯形成形前若干个点的值进行平均处理即可。当然，本实用新型并不限于此，例如，采用梯形成形后的若干个点值进行平均值处理来进行基线恢复也是同样的。
采集不同个数的点，对基线恢复的处理效果的影响也略有不同。原则上，采集的点数越多，则基线恢复效果越明显，处理后的基线越稳定。但是，考虑到采集系统的开销、实际成效等综合因素，所以本实用新型分别设计了1024、2048、4096、8192、16384个点作为代表进行实时基线恢复处理。
图3示出了根据本实用新型实施例的基线恢复方法在采集不同的点数进行平均值处理时的效果图，其中：（a）1024个点；(b) 2048个点；（c）4096个点；（d）8192点；（e）16384点。
通过分析图3中示出的分别采集1024、2048、4096、8192、16384个点作为平均值处理后的效果图，可以得出如下结论：从1024个点到8192个点，点数越多，对系统基线最终的稳定性越高；从8192个点到16384则差别可以忽略不计。因此，采用8192个点作为平均值处理，从系统成本，处理实效方面考虑是最优选的。通过实时地采用多个点进行基线恢复处理，能够胜任任何情况下的重复性、稳定性的实验需求。
下面，结合附图4，说明不同计数率、不同温度下应用了本实用新型的基线分析方法的多道脉冲幅度分析器在分析Fe元素的峰通道的情况下的分析结果。图中，作为参照，同时给出了相同条件下基于现有的基线恢复方法的分析结果。
其中，图4的(a)示出了采取短时间内在不同的计数率下测试相同的元素（Fe），图4的（b）示出了采取相同的计数率下，不同温度条件下测量Fe元素，分别用来考察电路的计数率、温漂等相关因素对仪器重复性、稳定性的影响，用以验证在实施本实用新型的情况下仪器的重复性、稳定性。
测试条件分别如下。
不同计数率下的测试条件，除了实时基线恢复系统和普通基线恢复系统，其余测试环境完全相同，然后通过设置不同的输入计数率，每次测试完毕，给仪器散热5分钟左右，保证仪器工作在最佳的温度环境，再进行下一次测试。这样测试的目的，即尽可能的保证仪器每次测试温度都保证在一个很小的误差内，每次的输入环境的变化仅仅是计数率，然后考察计数率对系统的影响。
而不同温度下测试条件为，保证在相同输入计数率的情况下，放入恒温箱，通过设置不同的温度，考察在不同的温度环境下，实时基线恢复系统和普通基线恢复系统的差异。
从图4的数据可以看出，采用了实时基线恢复方法的多道脉冲幅度分析器，相比于采用普通基线恢复方法的现有的多道脉冲幅度分析器而言，稳定性和重复性上都有很大的优势，能最大程度的抑制计数率、温度等因素造成的影响。
而利用了实时基线恢复方法的幅度分析方法，由于实时采集了多个点值对基线进行恢复，在此基础上进行的幅度分析，其稳定性更高，且重复性更好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (7)
1.一种用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，包括：
信号输入部，所述信号输入部用于输入由X射线荧光光谱仪测量所得的光谱信号；
信号处理部，所述信号处理部接受由所述信号输入部输入的所述光谱信号并对所述光谱信号进行处理，得到经处理后的光谱；以及
输出部，所述输出部接收来自信号处理部的经处理后的光谱并输出，
其中，信号处理部包括：
滤波处理部件，所述滤波处理部件对所述光谱信号进行滤波，以得到梯形滤波；
所述基线恢复处理部件实时地采集基线上的多个点值进行平均值处理以对所述光谱信号进行实时基线恢复处理，所述多个点为1024~16384个点；以及
峰识别部件，所述峰识别部件基于恢复后的基线进行峰识别以得到经处理后的光谱。
2.如权利要求1所述的用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，其特征在于，所述滤波处理部件联接在所述信号输入部之后，且联接在所述基线恢复处理部件之前。
3.如权利要求1所述的用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，其特征在于，所述基线恢复处理部件联接在所述峰识别部件之前。
4.如权利要求1所述的用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，其特征在于，所述峰识别部件联接于所述信号输出部之前。
5.如权利要求1所述的用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，其特征在于，所述多个点值为梯形滤波的梯形形成前的多个点值。
6.如权利要求1所述的用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，其特征在于，所述多个点为4096~16384个点。
7.如权利要求1所述的用于X射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器，其特征在于，所述多个点为8192个点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320849055.0U CN203965356U (zh) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320849055.0U CN203965356U (zh) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203965356U true CN203965356U (zh) | 2014-11-26 |
Family
ID=51925921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320849055.0U Expired - Lifetime CN203965356U (zh) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203965356U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103645203A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-19 | 江苏天瑞仪器股份有限公司 | 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 |
| CN106645248A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-10 | 东南大学 | 一种基于fpga的多道脉冲幅度分析器 |
-
2013
- 2013-12-20 CN CN201320849055.0U patent/CN203965356U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103645203A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-19 | 江苏天瑞仪器股份有限公司 | 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 |
| CN106645248A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-10 | 东南大学 | 一种基于fpga的多道脉冲幅度分析器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103424766B (zh) | 一种基于模式识别的核素快速识别方法 | |
| Müller et al. | A new software tool for the analysis of high resolution PTR-TOF mass spectra | |
| CN102313722B (zh) | 一种基于多元线性回归的煤质工业分析方法 | |
| CN109085136B (zh) | 近红外漫反射光谱测定水泥生料氧化物成分含量的方法 | |
| CN103743703A (zh) | 一种采用近红外光谱快速检测茶叶中主要成分的方法 | |
| CN106680300B (zh) | 多维度正电子湮没寿命谱和多普勒展宽谱测量系统 | |
| CN104833654A (zh) | 利用近红外光谱法快速检测野菊花药材的方法及应用 | |
| CN105958955B (zh) | 信号放大器及其正电子湮没寿命测量系统 | |
| CN203965356U (zh) | 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 | |
| CN102410992B (zh) | 简化的激光诱导等离子体光谱标准化的元素测量方法 | |
| CN106093002B (zh) | 一种同时测定高放废液中硫酸根和磷酸根的装置及方法 | |
| CN105629290A (zh) | 一种数字核脉冲信号墨西哥草帽小波成形方法 | |
| CN101581222A (zh) | 一种石油钻井液核磁共振随钻分析方法 | |
| CN102445428A (zh) | 一种四价铀的分析方法 | |
| CN110097986B (zh) | 一种核反应堆碱性水质条件下硼浓度的监测方法及其应用 | |
| CN203870043U (zh) | 基于数字多道脉冲幅度分析的x射线荧光光谱仪 | |
| CN105807330A (zh) | 一种快速识别页岩地层矿物体积含量的方法 | |
| CN104897709A (zh) | 一种基于x-射线荧光分析的农产品元素定量检测模型构建方法 | |
| CN103674986A (zh) | 基于数字多道脉冲幅度分析的x射线荧光光谱仪 | |
| CN107247033B (zh) | 基于快速衰减式淘汰算法和plsda鉴别黄花梨成熟度的方法 | |
| Zhao et al. | A multi-parameter discrimination digital positron annihilation lifetime spectrometer using a fast digital oscilloscope | |
| CN103645203A (zh) | 用于x射线荧光光谱仪的数字多道脉冲幅度分析器 | |
| CN103575864A (zh) | 一种韧性剪切带形成年代的界定方法 | |
| CN103674988A (zh) | 用于数字多道脉冲幅度分析的基线恢复方法 | |
| CN104570039A (zh) | 一种微弱放射性检测装置及检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141126 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |