線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法

2023-10-31 16:24:02

專利名稱：線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法
線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法技術領域]本發明涉及一種線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法，特別是離子之間呈高濃度比時的重疊峰分離。
背景技術：
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線性掃描極譜法是金屬離子濃度在線檢測中應用最廣泛的一種測定方法，它分別通過測定極譜波的半波電位和波高實現金屬離子濃度的定性和定量分析，當使用該方法同時測定半波電位相近且呈高濃度比的幾種金屬離子時，由於測試體系不可能完全消除高含量基體的影響，高含量的重金屬離子的極譜峰極易掩蔽低含量的重金屬離子極譜峰；同時，極譜特性相近的兩種重金屬組分之間也存在極譜峰重疊的問題，嚴重影響測定方法的測 量精度和分辨力。而對產生重疊峰的金屬離子進行分析時，通常採用實驗室離線分析的方法，滯後時間長，無法為生產過程提供實時信息，影響工業生產的優化控制運行。
重疊峰分離方法的研究和應用普遍存在於可以用標準Gauss函數等單一函數描述的色譜或光譜分離中，然而，線性掃描極譜法生成的極譜曲線難以用單一函數進行描述，因此，這些方法無法應用於此類重疊峰的分離，且目前尚無有效方法對線性掃描極譜波重疊峰實現分離。這一難題已成為制約線性掃描極譜法在離子濃度在線檢測領域應用的主要障礙之一。發明內容]
針對極譜特性相近的金屬離子，其線性掃描極譜曲線容易產生重疊峰，而影響其極譜分析檢測的問題，本發明的目的是提供一種新型類Gauss函數，以描述金屬離子非對稱性的線性掃描極譜曲線，然後，通過基於小波變換的非線性加權最小二乘法對重疊信號曲線進行擬合，最後，將各金屬離子的極譜圖進行分離重構，進而通過計算可以得到各離子的極譜電流，從而實現線性掃描極譜波重疊信號的分離。所述的類Guass函數構造方法是將標準Gauss函數、反正切函數和線性函數疊加形成，用來精確近似描述線性掃描極譜曲線，利用該函數的參數與峰高、半峰寬以及半波電位等極譜曲線的特徵參數之間的對應關係，將計算得到的該函數的參數值用於求解線性掃描極譜曲線的各特徵參數值，實現線性掃描極譜曲線的精確定量近似描述。單個線性掃描極譜檢測波譜曲線如圖I所示，其具有如下特點
a.峰形非對稱性；
b.前峰可以近似為標準Gauss曲線；
c.除去標準Gauss曲線的部分有一個迅速上升之後趨於恆定值的過程，可以近似為一個S形曲線，因此可以選用反正切函數進行描述。將兩個基本函數疊加之後可以近似描述單個線性掃描極譜檢測波譜曲線，如圖2所示。單個線性掃描極譜檢測波譜曲線可以表示為
權利要求
1.一種線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法，其特徵在於構造類Guass函數描述金屬離子的非對稱性線性掃描極譜曲線，通過小波變換精確辨識各組分的峰位置，再應用非線性加權最小二乘法對重疊信號曲線進行擬合，最後將各金屬離子的極譜圖進行分離重構，進而通過計算得到各離子的極譜電流，實現線性掃描極譜波重疊信號的分離；所述的類Guass函數構造方法是將標準Gauss函數、反正切函數和線性函數疊加形成，用來精確近似描述線性掃描極譜曲線，利用該函數的參數與峰高、半峰寬以及半波電位等極譜曲線的特徵參數之間的對應關係，將計算得到的該函數的參數值用於求解線性掃描極譜曲線的各特徵參數值，實現線性掃描極譜曲線的精確定量近似描述，單個線性掃描極譜檢測波譜曲線可以表示為
2.根據權利要求I所述的線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法，其特徵在於所述的小波變換，包括如下過程 A.選擇最佳的離散細節Dw:根據Nyquist臨界採樣頻率f。可得
3.根據權利要求I所述的線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法，其特徵在於所述的加權最小二乘法對重疊信號曲線進行擬合中，擬合函數的偏差平方和表示為
全文摘要
一種線性掃描極譜曲線重疊峰分離方法，本發明構造類Guass函數描述金屬離子的非對稱性線性掃描極譜曲線，通過小波變換精確辨識各組分的峰位置，再應用非線性加權最小二乘法對重疊信號曲線進行擬合，最後將各金屬離子的極譜圖進行分離重構，進而通過計算得到各離子的極譜電流，實現線性掃描極譜波重疊信號的分離。本發明通過小波變換能夠精確的確定各極譜峰的位置，對曲線擬合起到了很好的導向作用，半波電位的相對誤差基本維持在1%以下，基於小波變換的新型類Gauss擬合重疊峰分離方法，起到了很好的分離效果。
文檔編號G01N27/48GK102749381SQ20121019910
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月16日 優先權日2012年6月16日
發明者曹宇, 朱紅求, 李勇剛, 桂衛華, 王國偉, 陽春華 申請人:中南大學