CN107132214B - 一种基于多谱线加权的元素测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于多谱线加权的元素测量方法及装置，属于光谱分析领域。该方法首先获取定标样品集中每个样品的待测元素浓度和待测元素的至少两条目标谱线及其对应的内标谱线的强度。将目标谱线与内标谱线的强度比值作为该目标谱线的相对谱线强度，然后根据预设的权重系数组和每条目标谱线的相对谱线强度计算待测元素的加权相对谱线强度，再根据每个样品中待测元素的浓度和计算得到的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素测量的定标曲线。这种采用多条谱线进行加权处理的定标方法，避免了单条谱线在定量分析中，因等离子体的波动或外界干扰引起的谱线波动，而造成的分析不准确，有效的提高了系统的分析准确度和稳定性。

Description

一种基于多谱线加权的元素测量方法及装置

技术领域

本发明涉及光谱分析技术领域，具体而言，涉及一种基于多谱线加权的元素测量方法及装置。

背景技术

随着经济与科技的飞速发展，在许多领域诸如采矿、冶金、环保、化工、能源、文物珠宝、食品安全、生物制药等中，需要对物质成分进行定性或定量分析。激光诱导击穿光谱(Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)，是一种基于原子发射光谱的物质成分分析技术，其原理是将激光脉冲经过透镜聚焦之后照射到被测样品靶材的表面，激发产生等离子体，同时对等离子体演化过程中辐射产生的元素特征光谱进行采集，并分析出该样品中的元素种类及其含量。但是在现有LIBS中，常采用的定量分析方法容易因谱线波动或受其它谱线干扰造成分析结果不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多谱线加权的元素测量方法及装置，以改善上述问题。

本发明较佳实施例提供一种基于多谱线加权的元素测量方法，所述方法包括：获取定标样品集中每个样品的待测元素的浓度、所述待测元素的至少两条目标谱线的强度以及每条目标谱线对应的内标谱线的强度；将每条目标谱线的强度除以其对应的内标谱线的强度，其结果值作为该目标谱线的相对谱线强度；根据每个样品中每条目标谱线的相对谱线强度以及预设的每条目标谱线的相对谱线强度对应的初始权重系数，计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度；根据获取到的每个样品中所述待测元素的浓度和计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第一定标曲线。

本发明另一较佳实施例提供一种基于多谱线加权的元素测量装置，所述装置包括：谱线强度获取模块，用于获取定标样品集中的每个样品的待测元素的浓度、所述待测元素的至少两条目标谱线的强度以及每条目标谱线对应的内标谱线的强度；相对谱线强度计算模块，用于将每条目标谱线的强度除以其对应的内标谱线的强度，其结果值作为该目标谱线的相对谱线强度；加权相对谱线强度计算模块，用于根据每个样品中每条目标谱线的相对谱线强度以及预设的每条目标谱线的相对谱线强度对应的初始权重系数，计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度；第一定标曲线确定模块，用于根据定标样品集中获取到的每个样品中所述待测元素的浓度和计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第一定标曲线。

本发明实施例提供的基于多谱线加权的元素测量方法及装置，首先获取每个样品中待测元素的浓度和该待测元素的至少两条目标谱线的谱线强度，然后根据每个样品中每条目标谱线的谱线强度、预先选取的每条目标谱线对应的内标谱线的谱线强度以及每条目标谱线的相对谱线强度的预设的初始权重系数，计算每个样品中待测元素的加权相对谱线强度，最后再根据获取到的每个样品中待测元素的浓度和计算得到的每个样品中待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的定标曲线。这种基于多谱线加权的元素测量方法在内定标(参考谱线)的基础上，采用多条谱线进行加权处理，避免了单条谱线在定量分析中，因等离子体的波动或外界干扰引起的谱线波动，而造成的分析不准确，有效的提高了系统的分析准确度和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于多谱线加权的元素测量方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的一种执行基于多谱线加权的元素测量方法的计算设备的方框示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于多谱线加权的元素测量方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一示例中生铁样品的光谱图；

图5为本发明实施例提供的另一种基于多谱线加权的元素测量方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种基于多谱线加权的元素测量装置的功能模块框图。

图标：100-计算设备；110-基于多谱线加权的元素测量装置；120-存储器；130-处理器；1102-谱线强度获取模块；1103-相对谱线强度计算模块；1104-加权相对谱线强度计算模块；1106-第一定标曲线确定模块；1108-参数遍历模块；1110-第二定标曲线确定模块；1112-决定系数计算模块；1114-目标定标曲线确定模块；1116-平均谱线强度计算模块；1118-浓度求取模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，是本发明实施例提供的一种基于多谱线加权的元素测量方法的应用场景示意图。该场景中采用便携式LIBS系统获取样品的光谱，并将光谱输出至计算机进行后续光谱分析，例如本公开涉及的待测元素的定量分析。

请参阅图2，是本发明实施例提供的一种执行基于多谱线加权的元素测量方法的计算设备100的方框示意图。计算设备可以是图1中所示的计算机，但不限于此。该计算设备包括基于多谱线加权的元素测量装置110、存储器120和处理器130。

存储器120和处理器130之间直接或间接的电性连接，以实现数据的传输或交互。基于多谱线加权的元素测量装置110包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器120中或固化在计算设备100的操作系统中的软件功能模块。处理器130用于执行存储器120中存储的可执行模块，例如基于多谱线加权的元素测量装置110所包括的软件功能模块及计算机程序，以根据从LIBS系统获取的光谱进行待测基于多谱线加权的元素测量。

请参阅图3，是本发明实施例提供的一种基于多谱线加权的元素测量方法的流程图。本实施例中的方法适用于计算设备100，以对样品中的待测元素进行定量分析。所应说明的是，本方法不以图3及下述的具体顺序为限制。下面将对图3所示的各步骤进行详细阐述。

步骤S101，获取定标样品集中的每个样品的待测元素的浓度和该待测元素的至少两条目标谱线的谱线强度。

本实施例中，定标样品集中的样品的数量为多个，各样品中待测元素的浓度可以获知。

本实施例中，作为一种实施方式，可以采用图1中所示的LIBS系统获取各样品的光谱，并针对获取到的光谱选择待测元素的两条或两条以上的目标谱线。换言之，不同样品中所选择的待测元素的目标谱线是相同的。

作为一个示例，如图4所示，是本示例中某一生铁样品的光谱图。假设待测元素为微量元素Mn(锰)。参照图4，可以选择待测元素Mn的波长分别为403.08nm、403.31nm、403.45nm和404.14nm的四条Mn元素谱线作为目标谱线。这样，在其他生铁样品中，也同样必须选择波长分别为403.08nm、403.31nm、403.45nm和404.14nm的四条Mn元素谱线作为其目标谱线。

步骤S102，求取待测元素每条目标谱线的强度与其对应的内标谱线的强度的比值，将其作为该目标谱线的相对谱线强度。

步骤S103，根据每个样品中每条目标谱线的相对谱线强度以及对每条目标谱线的相对谱线强度预设的初始权重系数，计算出每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度。

本实施例中，目标谱线的谱线强度可以从光谱中获知，例如在上述示例的图4中，可以获知每条Mn元素的目标谱线的强度、Mn元素的其他非目标谱线的强度以及其他元素(如铁元素、硅元素、钛元素等)的谱线强度。

本实施例中，关于针对每条目标谱线确定其对应的内标谱线的方式通常是选取该目标谱线波长附近的其他基体元素的谱线作为内标谱线。内标谱线是根据选择的谱线的不同而不同的。例如，作为一种可能的实施方式，在对钢铁样品中的Mn元素进行分析时，波长为403.45nm、404.14nm、404.88nm或其附近其他数值的Mn元素可以选择波长为404.58nm的Fe元素作为内标谱线；波长为475.4nm、476.24nm、478.34nm或其附近其他数值的Mn元素等谱线，可以选择波长为437.59nm的Fe元素作为内标谱线；波长为293.93nm或其附近其他数值的Mn元素可以选择波长为273.96nm的Fe元素作为内标谱线。

换言之，可以根据每条目标谱线的波长，各自确定其对应的内标谱线。此处仍以上述的分析钢铁样品中Mn元素的示例为例，如果选择波长为403.45nm、404.14nm、404.88nm的Mn元素作为目标谱线，则每条目标谱线可以同时选取波长为404.58nm的Fe元素作为内标谱线；如果选择波长为403.45nm、475.4nm、476.24nm的Mn元素作为目标谱线，则其中波长为403.45nm的Mn元素目标谱线可以选取波长为404.58nm的Fe元素作为内标谱线，而后两条Mn元素目标谱线可以选取波长为437.59nm的Fe元素作为内标谱线；如果选择波长为403.45nm、475.4nm、293.93nm的Mn元素作为目标谱线，则这三条目标谱线可以依次选取波长为404.58nm、437.59nm、273.96nm的Fe元素作为内标谱线。

可以理解的是，上述示例仅是示意性的，这并不排除在其他示例中可以结合优选经验对已选取的内标谱线进行调整或将其中某一条或多条内标谱线更换为其他基体元素的谱线。

另外，本实施例中，还可以对每条目标谱线的内标谱线进行扫描优化，使得最终的定标曲线的决定系数得到最大。可以理解，所述扫描优化可以是指针对所选取的不同组合形式的内标谱线组进行扫描遍历，以使最后拟合得到的定标曲线具有最佳拟合度。

本实施例中，每条目标谱线的相对谱线强度对应有预设的初始权重系数，并且所有的初始权重系数之和为1。将每条目标谱线的谱线强度除以其对应的内标谱线的谱线强度后乘以该条目标谱线的相对谱线强度的初始权重系数，再求和，可以计算出每个样品中待测元素的加权相对谱线强度。

作为一个示例，分别对m个同类基体的样品(比如一套钢铁标准样品，样品1#，样品2#，…，样品m#)，选取其中待测元素(例如Mn元素)的n条目标谱线以及确定每条目标谱线对应的内标谱线。本示例中，假设n条内标谱线为[R⁽¹⁾,R⁽²⁾,R⁽³⁾,...,R⁽ⁿ⁾]。以样品1#为例，其n条目标谱线的强度为[I_1,1,I_1,2,I_1,3,...,I_1,n]，其n条内标谱线的强度为为每条目标谱线的相对谱线强度预设初始的权重系数，构成的初始权重系数组为[g₁,g₂,g₃,...,g_n]。将样品1#的n条目标谱线的强度[I_1,1,I_1,2,I_1,3,...,I_1,n]除以各自对应的内标谱线的谱线强度后与初始权重系数组[g₁,g₂,g₃,...,g_n]对应相乘(点乘)，得到该样品1#中待测元素的加权相对谱线强度y₁，即：

那么，对于m个样品，可以通过下式中的矩阵形式表达加权相对谱线强度的计算：

其中，y_i,i＝1,2,...,m表示样品i#中待测元素的加权相对谱线强度。

需要说明的是，待测元素的多条目标谱线的相对谱线强度的初始权重系数可以相同，也可以不同，但总和须为1。例如，n条目标谱线的相对谱线强度的初始权重系数可以均为1/n。

步骤S105，根据获取到的每个样品中所述待测元素的浓度和计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第一定标曲线。

仍以步骤S103中的示例为例，令m个样品的待测元素的浓度记作C＝[c₁,c₂,c₃..,c_m]^T。其中，c_i表示样品i#中待测元素的浓度，i＝1,2,3,…,m。

根据获取到的定标样品集中每个样品的待测元素的浓度和计算得到的每个样品中待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，即，根据下面示出的各个拟合点(c₁,y₁),(c₂,y₂),(c₃,y₃),...,(c_m,y_m)进行线性拟合，得到对应该待测元素的第一定标曲线，也可以称之为初始定标曲线：

其中，a和b为拟合参数。

本实施例中提供的初始定标曲线虽然可能非最优权重系数组对应的定标曲线，但其仍然可以一定程度的避免因等离子体的波动或外界干扰引起的谱线波动所造成的分析结果失准，一定程度的提高系统的分析准确度和稳定性。

另外，本实施例中，可以对n条内标谱线构成的内标谱线组[R⁽¹⁾,R⁽²⁾,R⁽³⁾,...,R⁽ⁿ⁾]进行扫描优化，每扫描一次，对应不同的内标谱线组，然后重复上述的步骤拟合出新的初始定标曲线。而后，可以从不同的初始定标曲线中根据拟合曲线的决定系数确定出最优的初始定标曲线。

请参阅图5，是本发明实施例提供的另一种基于多谱线加权的元素测量方法的流程图。如图5所示，本实施例中基于多谱线加权的元素测量方法包括：

步骤S201，获取定标样品集中每个样品的待测元素的浓度和该待测元素的至少两条目标谱线的谱线强度。

步骤S202，求取待测元素每条目标谱线的强度与其对应的内标谱线的强度的比值，将其作为该目标谱线的相对谱线强度。

步骤S203，根据每个样品中每条目标谱线的相对谱线强度以及对每条目标谱线的相对谱线强度预设的初始权重系数，计算出每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度。

步骤S205，根据获取到的每个样品中所述待测元素的浓度和计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第一定标曲线。

本实施例中步骤S201～步骤S205的具体实现方法可参照上述图3所示步骤S101～步骤S105的详细描述，在此不再赘述。

步骤S207，采用预设算法以预设值为步进单位基于所述初始权重系数组进行参数遍历。

步骤S209，根据每次参数遍历得到的权重系数组，重新计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度。

本实施例中，所述预设算法例如可以是，穷举法或蚂蚁算法，但不限于此。

本实施例中，所述预设值可以是0.01，但不限于此。

不失一般性地，在上述的m个样品的示例中，以穷举法为例，示例性地阐述以0.01为步进单位基于初始权重系数组[g₁,g₂,g₃,...,g_n]进行参数遍历的实现方式。

详细地，作为一种实施方式，可以将初始权重系数组分成两组，分别为变动组A和不动组B。例如，将初始权重系数组中的任意2个权重系数抽取出来构成变动组，其余的n-2个权重系数构成不动组，则共有种分组方式。例如，变动组A可以是[g₁,g₂]，相应地，不动组B可以是[g₃,g₄,...,g_n]。

进行穷举遍历时，外层大循环：令A组、B组两组中的一个组的权重系数之和(例如A组，即g₁与g₂之和)每次增大0.01，另一组之和(例如B组，即g₃,g₄,…，g_n之和)每次减小0.01，直至减小的那一组减至0为止。

第一内层循环：先保持B组内的各权重系数不变，使A组内的某一部分权重系数每次增大0.01，相同个数的另一部分权重系数同时每次减小0.01，直至减小的那一部分减至0为止。例如，A为[g₁,g₂]时，可以令g₁,g₂中的一个(例如g1)每次增大0.01，另一个(例如g2)每次减小0.01，直至减小的那一个为0为止。

第二内层循环：将B组再按照上述分组方式进一步分成两组，其中一组为变动组A1，另一组为不动组B1。例如，B组为[g₃,g₄,...,g_n]时，选取其中的任意2个权重系数构成变动组A1，其余的权重系数构成不动组B1，共有种组合方式。例如，n＝5，则[g₃,g₄]可以为A1组，[g₅]可以为B1组，令[g₃,g₄]的权重系数之和每次增大0.01，[g₅]每次减小0.01，直至g₅为0为止。

第三层内循环：令[g₃,g₄]中的一个权重系数(例如g3)每次增大0.01，另一个(例如g4)每次减小0.01，直至减小至0为止。

采用穷举法时，每循环一次(参数遍历一次)得到一组权重系数，根据每次得到的权重系数组重新计算一次每个样品中待测元素的加权相对谱线强度，计算方法参照上述步骤S203的描述。

步骤S211，根据每个样品中所述待测元素的浓度和上述重新计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第二定标曲线。

不难理解，本实施例中的第二定标曲线可以有多个。

该步骤S211的具体实现过程可以参照上述步骤S205和步骤S105的阐述。

步骤S213，计算所述第一定标曲线和每个第二定标曲线的决定系数。

所述决定系数也称作拟合优度，表征回归直线对观测值的拟合程度。决定系数R²的值越大表示回归直线对观测值的拟合程度越好，R²的最大值为1。

分别计算出第一定标曲线和多个第二定标曲线的决定系数，并进行比较，以便选择最优的定标曲线。

当然，可以理解的是，具体实现时可以预设一变量Max，然后计算出第一定标曲线的决定系数R₀ ²，并将R₀ ²赋值给Max。在后续参数遍历时，每循环一次则计算出当前第二定标曲线的决定系数R₁ ²，并将R₁ ²与当前的Max值比较，若R₁ ²大于Max，则将R₁ ²赋值给Max并继续下一次循环，若R₁ ²小于或等于Max，则直接继续下一次循环，如此直至循环结束。结束后，Max值即为最大的决定系数值。

步骤S215，选取决定系数最大的定标曲线作为待测元素的目标定标曲线。

本实施例中提供的目标定标曲线是最优权重系数组对应的定标曲线，其可以有效的避免因等离子体的波动或外界干扰引起的谱线波动所造成的分析结果失准，明显提高系统的分析准确度和稳定性。

可以理解的是，本实施例中，还可以对n条内标谱线构成的内标谱线组[R⁽¹⁾,R⁽²⁾,R⁽³⁾,...,R⁽ⁿ⁾]进行扫描优化，每扫描一次，对应不同的内标谱线组，然后重复上述的步骤确定出相应的目标定标曲线。而后，再从多个目标定标曲线中根据拟合曲线的决定系数确定出最优的目标定标曲线。

进一步地，本实施例中，在获取目标定标曲线后，可以根据目标定标曲线以及对应的权重系数组计算出未知浓度的待测样品的浓度值。

详细地，计算未知浓度的待测样品浓度值的实现方式可以是：首先，获取待测样品中待测元素的每条目标谱线及其对应的内标谱线的谱线强度，所述待测样品中待测元素的浓度未知；然后，根据所述目标定标曲线对应的最优权重系数组、上述获取到的待测样品中待测元素的每条目标谱线的谱线强度以及每条内标谱线的谱线强度，计算该待测样品中待测元素的加权相对谱线强度；最后，将计算得到的待测样品中待测元素的加权相对谱线强度代入目标定标曲线的方程式中，求出待测样品中待测元素的浓度。

以一Mn元素浓度未知的生铁样品为示例，假设求取生铁样品中Mn元素的目标定标曲线时，选择的是波长分别为403.08nm、403.31nm和403.45nm的三条Mn元素谱线作为目标谱线，并选择波长为404.58nm的Fe元素同时作为三条目标谱线的内标谱线。那么，在求该Mn元素浓度未知的生铁样品中Mn元素浓度时，可以通过LIBS系统获得该样品的光谱，然后从光谱中获知403.08nm、403.31nm和403.45nm的三条Mn元素目标谱线的强度以及内标谱线的谱线强度。而后，根据目标定标曲线对应的最优权重系数组、目标谱线的谱线强度以及内标谱线的谱线强度计算出该样品中Mn元素的加权相对谱线强度。最后，将加权相对谱线强度代入目标定标曲线的方程表达式中，求出Mn元素的浓度值。

较佳地，可以依照上述方法多次采集待测样品的光谱，然后获得多个浓度值，然后再求多个浓度值的平均值作为最终结果。

当然，作为另一种实施方式，还可以多次采集待测样品中待测元素的光谱，然后根据多次获取结果，计算每条目标谱线的平均谱线强度以及每条内标谱线的平均谱线强度，再根据目标定标曲线对应的最优权重系数组、上述获取到的每条目标谱线的平均谱线强度以及每条内标谱线的平均谱线强度，计算该待测样品中待测元素的加权相对谱线强度，最后将计算得到的待测样品中待测元素的加权相对谱线强度代入目标定标曲线的方程式中，求出待测样品中待测元素的浓度。

本实施例提供的基于多谱线加权的元素测量方法不仅适用于便携式物质成分分析仪，而且适用于其他激光诱导击穿光谱的元素成分定量分析仪器。

请参阅图6，是本发明实施例提供的一种基于多谱线加权的元素测量装置110的功能模块框图。该基于多谱线加权的元素测量装置110包括谱线强度获取模块1102、加权相对谱线强度计算模块1104、第一定标曲线确定模块1106、参数遍历模块1108、第二定标曲线确定模块1110、决定系数计算模块1112、目标定标曲线确定模块1114、平均谱线强度计算模块1116、浓度求取模块1118。

所述谱线强度获取模块1102，用于获取定标样品集中每个样品的待测元素的浓度和所述待测元素的至少两条目标谱线的谱线强度。该谱线强度获取模块1102可用于执行图3中所示的步骤S101和图5中所示的步骤S201，具体的操作方法可参照上述步骤S101和步骤S201的描述。

所述相对谱线强度计算模块1103，用于求待测元素每条目标谱线强度与其对应的内标谱线的比值，将其作为该目标谱线的相对谱线强度。

所述加权相对谱线强度计算模块1104，用于根据每个样品中每条目标谱线的谱线强度、预先确定的每条目标谱线对应的内标谱线的谱线强度以及每条目标谱线的相对谱线强度预设的初始权重系数，计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度，还用于根据每次参数遍历得到的权重系数组，重新计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度。该加权相对谱线强度计算模块1104可用于执行图3中所示的步骤S103和图5中所示的步骤S203及S209，具体的操作方法可参照上述步骤S101、步骤S201及步骤S209的描述。

所述第一定标曲线确定模块1106，用于根据获取到的每个样品中所述待测元素的浓度和计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第一定标曲线。该第一定标曲线确定模块1106可用于执行上述步骤S105以及步骤S205，具体的操作方法可参照上述步骤S105以及步骤S205的描述。

所述参数遍历模块1108，用于采用预设算法以预设值为步进单位基于所述初始权重系数组进行参数遍历。该参数遍历模块1108可用于执行图5中所示的步骤S207，具体的操作方法可参照上述步骤S207的描述。

所述第二定标曲线确定模块1110，用于根据每个样品中所述待测元素的浓度和上述重新计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第二定标曲线。该第二定标曲线确定模块1110可用于执行图5中所示的步骤S211，具体的操作方法可参照上述步骤S211的描述。

所述决定系数计算模块1112，用于计算所述第一定标曲线和每个第二定标曲线的决定系数。该决定系数计算模块1112可用于执行图5中所示的步骤S213，具体的操作方法可参照上述步骤S213的描述。

所述目标定标曲线确定模块1114，选取决定系数最大的定标曲线作为所述待测元素的目标定标曲线。该目标定标曲线确定模块1114可用于执行图5中所示的步骤S215，具体的操作方法可参照上述步骤S215的描述。

所述平均谱线强度计算模块1116，用于计算每条目标谱线的平均谱线强度以及每条内标谱线的平均谱线强度。

所述浓度求取模块1118，用于将计算得到的所述待测样品中待测元素的加权相对谱线强度代入所述目标定标曲线，求出所述待测样品中待测元素的浓度。

以上各模块可以是由软件代码实现，此时，上述的各模块可存储于计算设备100的存储器内。以上各模块同样可以由硬件例如集成电路芯片实现。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本发明实施例所提供的基于多谱线加权的元素测量装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (6)

1.一种基于多谱线加权的元素测量方法，其特征在于，所述方法包括：

获取定标样品集中每个样品的待测元素的浓度、所述待测元素的至少两条目标谱线的强度以及每条目标谱线对应的内标谱线的强度，其中，预先确定的各条目标谱线对应的内标谱线中至少存在两条相同的内标谱线，或者预先确定的各条目标谱线对应的内标谱线中每两条内标谱线均不相同；

将每条目标谱线的强度除以其对应的内标谱线的强度，其结果值作为该目标谱线的相对谱线强度；

根据每个样品中每条目标谱线的相对谱线强度以及预设的每条目标谱线的相对谱线强度对应的初始权重系数，计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度；

根据获取到的每个样品中所述待测元素的浓度和计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第一定标曲线；

采用预设算法以预设值为步进单位基于初始权重系数组进行参数遍历，所述预设的每条目标谱线的相对谱线强度对应的初始权重系数构成所述初始权重系数组；

根据每次参数遍历得到的权重系数组，重新计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度；

根据每个样品中所述待测元素的浓度和上述重新计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第二定标曲线；

计算所述第一定标曲线和每个第二定标曲线的决定系数；

选取决定系数最大的定标曲线作为所述待测元素的目标定标曲线。

2.根据权利要求1所述的基于多谱线加权的元素测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取待测样品中所述待测元素的每条所述目标谱线的谱线强度；

根据所述目标定标曲线对应的权重系数组、上述获取到的所述待测样品中待测元素的每条所述目标谱线的谱线强度以及每条目标谱线对应的所述内标谱线的谱线强度，计算该待测样品中待测元素的加权相对谱线强度；

根据计算得到的所述待测样品中待测元素的加权相对谱线强度以及所述目标定标曲线，计算得到所述待测样品中待测元素的浓度并输出。

3.根据权利要求1所述的基于多谱线加权的元素测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

多次获取待测样品中所述待测元素的每条目标谱线的谱线强度以及每条内标谱线的谱线强度；

根据上述多次获取结果，计算每条目标谱线的平均谱线强度以及每条内标谱线的平均谱线强度；

根据所述目标定标曲线对应的权重系数组、上述获取到的每条目标谱线的平均谱线强度以及每条内标谱线的平均谱线强度，计算该待测样品中待测元素的加权相对谱线强度；

根据计算得到的所述待测样品中待测元素的加权相对谱线强度以及所述目标定标曲线，计算得到所述待测样品中待测元素的浓度并输出。

4.一种基于多谱线加权的元素测量装置，其特征在于，所述装置包括：

谱线强度获取模块，用于获取定标样品集中的每个样品的待测元素的浓度、所述待测元素的至少两条目标谱线的强度以及每条目标谱线对应的内标谱线的强度，其中，预先确定的各条目标谱线对应的内标谱线中至少存在两条相同的内标谱线，或者预先确定的各条目标谱线对应的内标谱线中每两条内标谱线均不相同；

相对谱线强度计算模块，用于将每条目标谱线的强度除以其对应的内标谱线的强度，其结果值作为该目标谱线的相对谱线强度；

加权相对谱线强度计算模块，用于根据每个样品中每条目标谱线的相对谱线强度以及预设的每条目标谱线的相对谱线强度对应的初始权重系数，计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度；

第一定标曲线确定模块，用于根据定标样品集中获取到的每个样品中所述待测元素的浓度和计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第一定标曲线；

参数遍历模块，用于采用预设算法以预设值为步进单位基于初始权重系数组进行参数遍历，所述预设的每条目标谱线的相对谱线强度对应的初始权重系数构成所述初始权重系数组；

所述加权相对谱线强度计算模块，还用于根据每次参数遍历得到的权重系数组，重新计算每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度；

第二定标曲线确定模块，用于根据定标样品集中每个样品的所述待测元素的浓度和上述重新计算得到的每个样品中所述待测元素的加权相对谱线强度进行线性拟合，确定用于对该待测元素进行定量分析的第二定标曲线；

决定系数计算模块，用于计算所述第一定标曲线和每个第二定标曲线的决定系数；

目标定标曲线确定模块，选取决定系数最大的定标曲线作为所述待测元素的目标定标曲线。

5.根据权利要求4所述的基于多谱线加权的元素测量装置，其特征在于，所述谱线强度获取模块，还用于获取待测样品中所述待测元素的每条所述目标谱线的谱线强度；

所述加权相对谱线强度计算模块，根据所述目标定标曲线对应的权重系数组、上述获取到的所述待测样品中待测元素的每条所述目标谱线的谱线强度以及每条目标谱线对应的所述内标谱线的谱线强度，计算该待测样品中待测元素的加权相对谱线强度；

所述基于多谱线加权的元素测量装置还包括：

浓度求取模块，用于根据计算得到的所述待测样品中待测元素的加权相对谱线强度以及所述目标定标曲线，计算得到所述待测样品中待测元素的浓度并输出。

6.根据权利要求4所述的基于多谱线加权的元素测量装置，其特征在于，所述谱线强度获取模块，还用于多次获取待测样品中所述待测元素的每条目标谱线的谱线强度以及每条内标谱线的谱线强度；

所述基于多谱线加权的元素测量装置还包括：

平均谱线强度计算模块，用于计算每条目标谱线的平均谱线强度以及每条内标谱线的平均谱线强度；

所述加权相对谱线强度计算模块，还用于根据所述目标定标曲线对应的权重系数组、上述获取到的每条目标谱线的平均谱线强度以及每条内标谱线的平均谱线强度，计算该待测样品中待测元素的加权相对谱线强度；

浓度求取模块，用于根据计算得到的所述待测样品中待测元素的加权相对谱线强度以及所述目标定标曲线，计算得到所述待测样品中待测元素的浓度并输出。