基于EDXRF的钢厂中物料元素在线检测的能谱分析方法研究

发布时间：2021-12-17 05:43

　　能量色散X射线荧光（EDXRF）光谱分析是一种无损多元素分析方法,近年来被广泛用于工业在线检测。在钢厂的在线物料检测应用中,由于工业现场的复杂工况,在线EDXRF光谱分析易受到各种因素的干扰,导致获得的光谱中存在大量噪声信号和基线干扰。本文从能谱降噪、基线修正和定量分析三个方面展开了对钢厂在线EDXRF能谱的定量分析方法的研究。在能谱降噪方法中,以平滑度系数、信噪比和余弦距离的综合值作为评价标准。采用kalman滤波技术进行降噪处理,通过最大期望迭代算法进行参数估计,实验获得的最佳迭代次数为50左右;使用小波变换方法对原始光谱进行降噪处理,通过实验获得小波基、小波分解层数的优选值,优选参数分别为:bior2.2、4层分解,两种方法的表现基本相同。kalman滤波算法的优点是自适应,但在同等硬件条件下其计算速度不如小波变换;虽然理论上小波分析的非自适应性会带来一些问题,但是在实际的能谱降噪应用中由这种非自适应性所带来的问题几乎可以忽略,所以本文使用小波分析（bior2.4,4）作为能谱降噪的算法。在降噪基础上进行的基线校正中,对比了小波分析剥峰法与加权剥峰最小二乘基线拟合法两种技术,结果... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 工业元素在线检测的方法和研究现状
        1.2.1 激光诱导击穿光谱
        1.2.2 瞬发伽马中子活化分析
        1.2.3 能量色散X射线荧光光谱
    1.3 EDXRF能谱解析技术的研究发展
    1.4 研究意义和内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 能量色散X射线荧光分析基本原理
    2.1 X射线荧光定性分析基础
    2.2 X射线荧光定量分析基础
        2.2.1 理论荧光强度
        2.2.2 基体效应
        2.2.3 基体效应校正方法
第三章 基于信号处理方法的在线EDXRF光谱的降噪方法
    3.1 仪器和样品
        3.1.1 仪器参数
        3.1.2 测试样品
    3.2 能谱降噪的评价标准
    3.3 基于卡尔曼滤波器和EM算法的EDXRF降噪方法
        3.3.1 卡尔曼滤波器和EM算法
        3.3.2 卡尔曼滤波器用于X射线荧光光谱降噪的效果
    3.4 基于小波分析的EDXRF降噪方法
        3.4.1 小波分析的基础理论
        3.4.2 小波变换降噪处理方法和结果
    3.5 本章总结
第四章 在线X射线荧光光谱的基线校正方法
    4.1 用于基线评价的EDXRF光谱的模拟谱
    4.2 基于小波分析的EDXRF基线校正方法
        4.2.1 基于频域分析的基线校正的理论基础
        4.2.2 小波分析用于基线校正的效果
    4.3 基于加权剥峰最小二乘的EDXRF基线估计方法
        4.3.1 多元线性回归介绍
        4.3.2 基于加权剥峰最小二乘的基线估计
    4.4 实际谱线的基线估计结果
    4.5 本章总结
第五章 在线X射线荧光光谱的定量分析建模方法
    5.1 建模数据整理
        5.1.1 补充模拟数据
        5.1.2 构建在线EDXRF数据集
    5.2 最小二乘及其相关回归方法基础
        5.2.1 主成分回归
        5.2.2 偏最小二乘回归
    5.3 在线EDXRF定量分析的全谱多元线性回归模型
        5.3.1 应用普通最小二乘方法的建模结果
        5.3.2 应用偏最小二乘回归方法的建模效果
    5.4 基于随机森林的EDXRF定量分析方法的基础
        5.4.1 决策树与集成学习的基础理论
    5.5 基于随机森林模型的EDXRF定量分析建模结果
        5.5.1 随机森林模型参数的选定
        5.5.2 随机森林定量分析模型的分析
    5.6 随机森林特征选择和多元线性回归模型的结合
    5.7 本章总结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3539499