便携式X射线荧光仪数据分析技术研究

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随着探测器性能、电子技术和计算机技术的不断发展,X射线荧光分析技术也随之发生着日新月异的变化。而谱数据处理技术的进展则体现在分析软件的变化上,操作的智能化和分析精度的提高不但降低了对使用者的要求且拓宽了应用范围,也成为了推动X射线荧光分析仪普及和推广的动力。因此,将具有生命力的新兴方法引入谱数据处理中,以及开发相关软件改进X射线荧光仪的使用体验成为了重要的研究课题。
  本论文来源于“863计划”项目——“高精度能谱探测仪器研发”(项目编号:2012AA061803)。文中对能量色散X射线荧光分析仪的数据分析技术进行了研究,主要对谱线光滑、本底扣除和定量分析的关键技术进行了探讨,并开发了便携式X射线荧光分析仪的上位机软件,将一些GIS功能引入了其中。
  在对谱数据的光滑方法进行的研究中,推导了离散多项式最佳平方逼近法光滑的一般公式;分析了Kalman滤波法在谱光滑中产生谱漂的原因,并对其进行了校正;并将粒子滤波算法引入到谱光滑中处理中,进行了初步应用。在对本底扣除方法进行的研究中,分析了X射线荧光谱中本底产生的原因,据此比较了多项式拟合法、傅里叶变换法和SNIP法在本底扣除中的应用效果,将稳健回归的方法应用在本底扣除中取得了较好的效果。在对定量分析的研究中,采用了全谱拟合的方法对铅黄铜标准样品进行了定量分析,该方法可以充分利用X射线荧光仪测得的多道仪器谱中各道的信息,减小了分析结果的相对误差,提高了测量精度。
  软件开发部分介绍了便携式X射线荧光分析仪上位机软件的开发过程,该成果在生产实践中取得了较好的应用效果。为了使野外工作变得更加方便,本文还将定位、导航及等值图绘制等GIS功能引入了便携式X射线荧光分析仪,实现了现场异常分析。并在实际项目中进行了应用测试,改善了便携式X射线荧光分析仪在野外原位测量中使用的体验效果。
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