專(zhuān)利名稱(chēng)：一種峰漂移修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖中子煤質(zhì)分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種峰漂移修正方法。
背景技術(shù)：
脈沖中子煤質(zhì)在線分析是瞬發(fā)伽馬中子活化分析技術(shù)的一種應(yīng)用。它與以往傳統(tǒng)的煤質(zhì)檢測(cè)方式和方法的區(qū)別在于，不需要對(duì)待測(cè)煤種進(jìn)行采樣、制樣和取樣操作，只要將檢測(cè)設(shè)備安裝在輸送煤的皮帶上，在對(duì)煤炭的輸送過(guò)程中就同時(shí)完成了待測(cè)煤種的分析工作。由于這種方法省去了采樣、制樣和取樣過(guò)程，所以能夠很大程度的節(jié)約化驗(yàn)時(shí)間以及化驗(yàn)成本，是一種高效的煤質(zhì)檢測(cè)手段。該方法利用中子轟擊煤流，當(dāng)中子碰撞到煤流中的核素時(shí)就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，釋放出伽瑪射線，當(dāng)被轟擊到的核素不同時(shí)，釋放出的伽瑪射線在能量上也會(huì)有差異，通過(guò)這些能量的差異可以判斷出煤流中到底存在哪些核素。另外，對(duì)于同一核素，其在煤流中的含量與它放射出的伽瑪射線的計(jì)數(shù)成比例關(guān)系。因此只需要記錄核素對(duì)應(yīng)能量的計(jì)數(shù)就能獲知煤流中特定核素的含量。伽瑪射線的能量和數(shù)量信息可以使用探測(cè)器和多道分析器采集到。探測(cè)器可以檢測(cè)伽瑪射線，并輸出由能量和計(jì)數(shù)表征的伽瑪射線能譜。但是，當(dāng)溫度和環(huán)境發(fā)生變化時(shí)， 探測(cè)器在探測(cè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致采集到的伽瑪射線能譜中的能量發(fā)生漂移，即峰漂移。這就在很大程度上影響了煤質(zhì)核素測(cè)量的精度。因此需要對(duì)峰漂移進(jìn)行修正，以此來(lái)解決峰漂移帶來(lái)的測(cè)量精度問(wèn)題。目前，對(duì)峰漂移的修正主要通過(guò)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)將測(cè)試譜劃分為多個(gè)區(qū)域，在各個(gè)區(qū)域中分別尋找特征峰，之后與標(biāo)準(zhǔn)譜中的響應(yīng)特征峰進(jìn)行比較，將測(cè)試譜中特征峰對(duì)應(yīng)的道數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)譜中特征峰對(duì)應(yīng)的道數(shù)之間的差值作為補(bǔ)償系數(shù)，對(duì)測(cè)試譜進(jìn)行修正。在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題上述方法實(shí)現(xiàn)的前提是測(cè)試譜的峰漂移程度較小，當(dāng)峰漂移較大時(shí)，特征峰可能會(huì)漂移出指定區(qū)域，進(jìn)入與指定區(qū)域相鄰的其他區(qū)域，按照上述方法尋找特征峰時(shí)，仍將在該指定區(qū)域中進(jìn)行尋峰操作，此時(shí)會(huì)將其他峰誤認(rèn)為是要尋找的特征峰，發(fā)生特征峰的誤判，之后依據(jù)該錯(cuò)誤的特征峰對(duì)應(yīng)的道數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)譜中特征峰對(duì)應(yīng)的道數(shù)之間的差值進(jìn)行修正，降低了峰漂移修正的準(zhǔn)確度。另外，在測(cè)試譜的高能區(qū)聚集數(shù)量較多的峰，各個(gè)峰之間的距離較近，此時(shí)極易發(fā)生特征峰的誤判，降低峰漂移修正的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種峰漂移修正方法，可以提高峰漂移修正的準(zhǔn)確度。其具體方案如下一種峰漂移修正方法，包括對(duì)多道分析器輸出的測(cè)試譜進(jìn)行光滑處理，獲得光滑后的測(cè)試譜；對(duì)所述光滑后的測(cè)試譜進(jìn)行尋峰操作，分別確定與碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)；
將所述碳峰、氫峰和鉛峰的峰能量及實(shí)際道數(shù)作為當(dāng)前已知量組；利用所述當(dāng)前已知量組進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，確定測(cè)試譜的道數(shù)和能量之間的當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式；確定特征峰中其他的任一個(gè)峰，利用所述峰的峰能量和所述當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式確定所述峰的理論道數(shù)；以所述峰的理論道數(shù)為中心在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)進(jìn)行尋峰操作，確定所述峰的實(shí)際道數(shù)，將所述峰的峰能量和實(shí)際道數(shù)添加入當(dāng)前已知量組；利用所述當(dāng)前已知量組進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，確定道數(shù)和能量之間的函數(shù)關(guān)系式，并確定為當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式；判斷所述二次三項(xiàng)式擬合進(jìn)行的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)，若是，則利用當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式確定各個(gè)道數(shù)所對(duì)應(yīng)的能量，并將所述測(cè)試譜與標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行匹配；若否，則轉(zhuǎn)向確定特征峰中其他的任一個(gè)峰的步驟。優(yōu)選的，在上述方法中，所述分別確定與碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)的過(guò)程具體為在所述標(biāo)準(zhǔn)譜中依次確定所述碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)；在所述測(cè)試譜中依次以所述碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)為中心，在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)查找峰頂點(diǎn)；將依次查找出的峰頂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的道數(shù)分別作為所述碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)。優(yōu)選的，在上述方法中，所述第一預(yù)設(shè)范圍為多道分析器的總道數(shù)的士0.5%，所述第二預(yù)設(shè)范圍為所述多道分析器的總道數(shù)的士2%。優(yōu)選的，在上述方法中，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為5次。優(yōu)選的，在上述方法中，所述特征峰包括碳峰、氫峰、鉛峰、碳單逃峰、氧峰、第一鐵峰和第二鐵峰。優(yōu)選的，在上述方法中，所述二次三項(xiàng)式擬合采用最小二乘法。如上述方案所述，在本發(fā)明公開(kāi)的峰漂移修正方法中，通過(guò)特征峰中的碳峰、氫峰和鉛峰確定測(cè)試譜中能量和道數(shù)之間的初始函數(shù)關(guān)系后，通過(guò)多次二次三項(xiàng)式擬合，獲得測(cè)試譜的能量和道數(shù)之間的最終函數(shù)關(guān)系，之后通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行匹配，使得測(cè)試譜中的特征峰與標(biāo)準(zhǔn)譜中的特征峰盡量接近，提高了修正的準(zhǔn)確度。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明公開(kāi)的一種峰漂移修正方法的流程圖；圖2為本發(fā)明公開(kāi)的確定碳峰、氫峰和鉛峰的實(shí)際道數(shù)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明公開(kāi)的峰漂移修正方法，運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，并進(jìn)行多次迭代，對(duì)脈沖中子煤質(zhì)在線檢測(cè)設(shè)備中多道分析器采集到的伽瑪能譜進(jìn)行處理，以解決現(xiàn)有技術(shù)中易發(fā)生特征峰誤判、修正準(zhǔn)確性的問(wèn)題。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開(kāi)了一種峰漂移修正方法，可以提高峰漂移修正的準(zhǔn)確度。參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明公開(kāi)的一種峰漂移修正方法的流程圖。包括步驟Sl 對(duì)多道分析器輸出的測(cè)試譜進(jìn)行光滑處理，獲得光滑后的測(cè)試譜。中子轟擊煤流，煤流中的核素與中子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生出伽瑪射線，探測(cè)器檢測(cè)伽瑪射線，產(chǎn)生一個(gè)脈沖電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后，被輸入到多道分析器中。多道分析器對(duì)該脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣，獲取到該脈沖信號(hào)的脈沖幅度，處理后會(huì)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，不同能量的射線計(jì)數(shù)被放到特定的道數(shù)內(nèi)，且道數(shù)與能量之間基本滿(mǎn)足二次函數(shù)關(guān)系E = ax2+bx+c+ ε(式 1)其中，E為輸入到多道分析器的伽瑪射線能量，χ代表道數(shù)，a、b和c是二次多項(xiàng)式的系數(shù)(a >0即函數(shù)開(kāi)口方向朝上)，ε為誤差。多道分析器輸出以道數(shù)和計(jì)數(shù)表征的測(cè)試譜，對(duì)多道分析器輸出的測(cè)試譜進(jìn)行光滑操作，在實(shí)施中可以使用五點(diǎn)光滑公式法，對(duì)測(cè)試譜進(jìn)行2至5次光滑操作。步驟S2 對(duì)所述光滑后的測(cè)試譜進(jìn)行尋峰操作，分別確定與碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)。進(jìn)行光滑操作之后的測(cè)試譜中，有些核素的特征峰會(huì)很明顯，本發(fā)明申請(qǐng)人以獲取幅度較大、且干擾較少的特征峰為原則在測(cè)試譜中選取3個(gè)峰，作為確定測(cè)試譜的能量與道數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系式(即式1)的迭代初始量。本發(fā)明申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以上述原則進(jìn)行尋峰，選取出的3個(gè)峰分別為碳峰、氫峰和鉛峰，在測(cè)試譜中這三個(gè)峰最為明顯，在測(cè)試譜中分別確定碳峰、氫峰和鉛峰所對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)。確定碳峰、氫峰和鉛峰所對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方式如圖2所示。包括步驟S21 在標(biāo)準(zhǔn)譜中依次確定碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)；步驟S22 在測(cè)試譜中依次以碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)為中心，在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)查找峰頂點(diǎn)；步驟S23 將依次查找出的峰頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的道數(shù)分別作為碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)。在保證探測(cè)器的工作環(huán)境和溫度符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件下，將獲得的伽瑪射線能譜圖作為標(biāo)準(zhǔn)譜，也就是峰漂移修正所參考的標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)譜中確定碳峰所對(duì)應(yīng)的道數(shù)， 作為碳峰的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)。之后在測(cè)試譜中尋找碳峰，具體為，以已確定的碳峰的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)為中心在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)查找峰頂點(diǎn)，即在由碳峰的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)和第二預(yù)設(shè)范圍確定的一段測(cè)試譜中查找幅度最大的點(diǎn)，該點(diǎn)即為碳峰。碳峰所對(duì)應(yīng)的道數(shù)即為碳峰的實(shí)際道數(shù)。之后按照上述方法依次獲得氫峰和鉛峰的實(shí)際道數(shù)。在實(shí)施中，第二預(yù)設(shè)范圍為多道分析器的總道數(shù)的士2%。若多道分析器為4096
5道，則第二預(yù)設(shè)范圍為士80道。步驟S3 將所述碳峰、氫峰和鉛峰的峰能量及實(shí)際道數(shù)作為當(dāng)前已知量組。步驟S4 利用所述當(dāng)前已知量組進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，確定測(cè)試譜的道數(shù)和能量之間的當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式。碳峰、氫峰和鉛峰的峰能量是標(biāo)準(zhǔn)量，將碳峰、氫峰和鉛峰的峰能量及實(shí)際道數(shù)作為當(dāng)前已知量組，利用當(dāng)前已知量組進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，以此確定式1中的系數(shù)a、b和C。在實(shí)施中利用最小二乘法原理進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，具體過(guò)程為根據(jù)最小二乘法原理，各道統(tǒng)計(jì)誤差的平方和最小，即
權(quán)利要求
1.一種峰漂移修正方法，其特征在于，包括對(duì)多道分析器輸出的測(cè)試譜進(jìn)行光滑處理，獲得光滑后的測(cè)試譜；對(duì)所述光滑后的測(cè)試譜進(jìn)行尋峰操作，分別確定與碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)；將所述碳峰、氫峰和鉛峰的峰能量及實(shí)際道數(shù)作為當(dāng)前已知量組； 利用所述當(dāng)前已知量組進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，確定測(cè)試譜的道數(shù)和能量之間的當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式；確定特征峰中其他的任一個(gè)峰，利用所述峰的峰能量和所述當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式確定所述峰的理論道數(shù)；以所述峰的理論道數(shù)為中心在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)進(jìn)行尋峰操作，確定所述峰的實(shí)際道數(shù)，將所述峰的峰能量和實(shí)際道數(shù)添加入當(dāng)前已知量組；利用所述當(dāng)前已知量組進(jìn)行二次三項(xiàng)式擬合，確定道數(shù)和能量之間的函數(shù)關(guān)系式，并確定為當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式；判斷所述二次三項(xiàng)式擬合進(jìn)行的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)，若是，則利用當(dāng)前函數(shù)關(guān)系式確定各個(gè)道數(shù)所對(duì)應(yīng)的能量，并將所述測(cè)試譜與標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行匹配；若否，則轉(zhuǎn)向確定特征峰中其他的任一個(gè)峰的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別確定與碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)的過(guò)程具體為在所述標(biāo)準(zhǔn)譜中依次確定所述碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)； 在所述測(cè)試譜中依次以所述碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)道數(shù)為中心，在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)查找峰頂點(diǎn)；將依次查找出的峰頂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的道數(shù)分別作為所述碳峰、氫峰和鉛峰對(duì)應(yīng)的實(shí)際道數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)范圍為多道分析器的總道數(shù)的士0.5%，所述第二預(yù)設(shè)范圍為所述多道分析器的總道數(shù)的士2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為5次。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述特征峰包括碳峰、氫峰、鉛峰、碳單逃峰、氧峰、第一鐵峰和第二鐵峰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次三項(xiàng)式擬合采用最小二乘法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種峰漂移修正方法，通過(guò)特征峰中的碳峰、氫峰和鉛峰確定測(cè)試譜中能量和道數(shù)之間的初始函數(shù)關(guān)系后，利用特征峰中的其他峰進(jìn)行多次二次三項(xiàng)式擬合，獲得測(cè)試譜的能量和道數(shù)之間的最終函數(shù)關(guān)系，之后通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行匹配，使得測(cè)試譜中的特征峰與標(biāo)準(zhǔn)譜中的特征峰盡量接近，提高了修正的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01N23/222GK102175703SQ201110004270
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者羅建文, 鄧智宏 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙開(kāi)元儀器股份有限公司