具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法
2023-04-25 00:57:36 2
具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法
【專利摘要】一種具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法，其步驟如下：一、質譜信號的採集：二、採用MatLab軟體提供的去噪函數weden對獲取的質譜信號進行質譜信號的去噪處理；三、提取質譜信號特徵：(1)用距離法判斷真假：(2)對樣本進行硒元素特徵提取：(3)對確定不屬於湖北恩施和江蘇如皋的假酒樣本，提取信號的峰值求偏最小二乘分類模型，對樣本進行分類從而實現產地溯源。
【專利說明】具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電感耦合等離子質譜信號分析應用技術，具體涉及一種具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法，尤其適用於特徵並建立相應模型的分析方法。
【背景技術】
[0002]電感耦合等離子質譜(為敘述方便將其簡稱為:質譜)分析方法具有高靈敏度、低檢出限、寬動態範圍和多元素同時分析的特點。適合於快速多元素微量和痕量分析，具有半定量、定量、同位素稀釋法和同位素比值的測定能力。適用於環境、地球化學、半導體、核工業、藥物和諸如冶金、石油及食品等相關領域的幾乎所有金屬元素含量的分析，檢出限在PPt數量級；同時也可以分析絕大部分非金屬元素，例如對As、Se、P、S、S1、Te等的檢出分析，檢出限低於PPb級。同時，通過電感耦合等離子質譜分析方法與高效液相色譜技術聯用可以對食品、藥品、生物、環境等領域樣品中的AS、Pb、Cd、Hg、Cr及Se等元素的階態進行形態分析。
[0003]由於傳統的電感耦合等離子質譜信號分析方法，由於在對樣本的分析中需要建立各種元素的工作曲線，故存在以下缺陷:
[0004]1、由於工作曲線的獲得需要經對此測量才能獲得，因此耗費時間；
[0005]2、工作曲線的獲得需要標準樣本，價格昂貴；
[0006]3、無法實現對檢測樣本的溯源。
[0007]因此，通過利用電感耦合等離子質譜分析方法確定產品的真偽，提供一種快速、準確的鑑定方法，依然是有關領域和技術人員期望的課題。
【發明內容】
[0008]本發明的目的旨在:提出一種不需要過多依賴於工作曲線就能較快速地建立樣本與地域之間的相關關係，從而確定分析對象的產地，達到最終確定產品真偽的目的。
[0009]這種具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法，其步驟如下:
[0010]一、質譜信號的採集:選用美國珀金埃爾默公司型號為ELAN DRC-e作為分析儀器；參照確定的儀器參數，測定樣本質譜型號；
[0011]二、採用MatLab軟體提供的去噪函數weden對獲取的質譜信號進行質譜信號的去噪處理；
[0012]三、提取質譜信號特徵:
[0013](I)用距離法判斷真假:假設某樣本採集了 N個質譜信號Si,，i = I, 2…N ;對於待鑑定樣本X，按公式:
【權利要求】
1.一種具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法，其步驟如下: 一、質譜信號的採集:選用美國珀金埃爾默公司型號為ELANDRC-e作為分析儀器；參照確定的儀器參數，測定樣本質譜型號； 二、採用MatLab軟體提供的去噪函數weden對獲取的質譜信號進行質譜信號的去噪處理； 三、提取質譜信號特徵: (1)用距離法判斷真假:假設某樣本採集了N個質譜信號Si,，i = 1，2…N ;對於待鑑定樣本X，按公
計算與N個質譜信號均值的距離，若dε則判斷樣本為
真樣本，若d>e則判定樣本為假樣本；其中的ε為指定的閾值，該值取10; (2)對樣本進行硒元素特徵提取: 對判定為假的樣本提取硒元素特徵，若硒元素峰值(1> η則可判斷樣本來自於湖北恩施或江蘇如皋，若硒元素峰值η則判斷其產地不屬於上述區域；n為指定的閾值，該值取13 ； (3)對確定不屬於湖北恩施和江蘇如皋的假酒樣本，提取信號的峰值求偏最小二乘分類模型，對樣本進行分類從而實現產地溯源。 假樣本產地溯源的方法如下: (1)以假設的兩個數據集Etl代表假酒樣本峰值組成的矩陣，F0表示地域標籤組成的向量，比如用I表示假酒樣本來自A地，用2表示假酒樣本來自B地等；求解以下模型:
其中:max表示求最大值
分別表示求向量W1, C1的2範數； (2)採用拉格朗日算法:
於是以=W1是矩陣謂'1?!?1?的特徵向量，C1是矩陣If的特徵向量；(3)利用求的W1和C1得到主成分:?!= E0W1, U1 = F0C1 ;求E0, F0對t1； U1的回歸方程:
(4)利用殘差矩陣E1,F1分別取代Etl, F0,求第二個軸W2和c2，得到第二個主成t2，U2如此迭代下去，則:馬=iipf +…+ iApTx.F0 = tiff +…+ ?Λ,.τ% + Fa>由於t:，…，tA可以表示為矩陣中列向量的線性組合，以上等式可以表示為處=F0fc關於,=Fw的回歸方程形，即:
(5)將需要鑑定的質譜信號送入上述步驟(4)獲得的Vk = Λη^Ι + -.+ + FAkt k = h..' 4通過計算即可得到產地鑑定結果。
2.如權利要求1所述的具有溯源功能的電感耦合等離子質譜信號分析方法，其特徵在於:所選用的分析儀器的工作參數如下: 功率:1300W ;採樣模式:Peak ;採樣深度:11_ ；Sweep/reading:20 ；霧化器:CrossScott ;霧化器流速:0.91L/min ;輔助器流速:1.1mm ;重複次數:3次；截取錐直徑:0.9mm ；積分時間:1s。
【文檔編號】G01N27/64GK104198575SQ201410487704
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】尤新革, 牟懌, 徐端全, 王同暉 申請人:華中科技大學