一种提升炉渣分析精度的方法与流程

技术特征：
1.一种提升炉渣分析精度的方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一，首先优化libs实验条件，保证待测样品实验条件的一致性；步骤二，使用各种特性已知的同类的 g 种样品作为定标样品，对于每种定标样品，利用libs测量系统对定标样品表面的不同位置进行检测，从而得到定标样品特征谱线强度数据库；步骤三，按照一定规则，随机划分训练集和测试集，提取训练集和测试集的前q 个主成分对应的特征向量，同时绘图，结合绘图覆盖百分比及预测相关系数同时进行判断划分标准是否合理；步骤四，若光谱数据集合划分合理，依据合理划分的随机序列temp对含量信息进行划分，得到训练集含量标签矩阵和测试集含量标签矩阵；步骤五，采用划分好的训练集和测试集光谱数据矩阵及含量标签矩阵建立模型，进行定性或定量分析。2.根据权利要求1所述的一种提升炉渣分析精度的方法，其特征在于：所述步骤二中，以脉冲激光器为激发光源，从激光器出射的激光经过聚焦透镜聚焦后作用于定标样品表面，在聚焦点产生等离子体，等离子体在保护气体的氛围中进行冷却，产生的辐射光信号通过采集透镜进入光纤，并经过光谱仪处理后转化成电信号被计算机采集，每个样品选取t个不同位置，在每个位置进行b次测量；为了避免样品表面污染，去除前c次光谱数据，对采集得到的光谱数据剔除粗大误差、平均并进行归一化处理，每个位置得到一幅libs光谱，得到g种定标样品的t
×
g个特征光谱（a=t
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g），g种定标样品a次测量得到a张光谱及其对应的强度值向量，这a个向量组成一个a
ꢀ×ꢀ
n 的矩阵 a。3.根据权利要求1所述的一种提升炉渣分析精度的方法，其特征在于：所述步骤三中，一般最优划分比例为训练集：测试集=2:1，以matlab运行环境为例进行说明，按照如下步骤进行：（1）、生成一个1到a的随机序列 temp；（2）、按一定比例划分训练集和测试集，训练集为一个m
×ꢀ
n的矩阵；测试集为一个l
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n的矩阵；其中m:l=规定的比例 (常用2:1)，而且m l=a；（3）、训练集矩阵p_train为g种定标样品矩阵 a的前m行，得到一个m
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n的矩阵，即p_train=a(temp(1:m),:)；测试集矩阵p_test为g种定标样品矩阵 a的后l行，得到一个l
×ꢀ
n的矩阵，即p_test=a(temp(m 1:end,:))；（4）、对训练集和测试集分别进行主成分分析，步骤如下：1）将划分好的训练集和测试集组成的矩阵p_train和p_test标准化，以训练集举例说明：得到矩阵各项的标准化值，为方便表述，标准化后矩阵用x表示；2）计算标准化矩阵x的相关系数矩阵r，为一个n
×ꢀ
n的矩阵；3）计算相关系数矩阵r的特征值（）和特征向量r
i
=（），i=1,2,
…
n；
4）计算主成分的累计方差贡献率；可以选择前q个主成分；（5）、提取训练集和测试集的前q 个主成分对应的特征向量，同时采用不同颜色、形状曲线进行绘图，对比观察测试集主成分是否包含在训练集主成分范围内，即测试集包含在训练集内的百分比,也可以结合绘图覆盖百分比及预测相关系数同时进行判断；（6）、如果满足步骤（5），即为一个合理划分；如果有测试集主成分未包含在训练集主成分范围内，则重新重复步骤（1），直到满足步骤（5）停止，即划分为合理的训练集和测试集。4.根据权利要求1所述的一种提升炉渣分析精度的方法，其特征在于：所述步骤四中，将g种定标样品的含量信息存放在矩阵alab中，是一个a
×ꢀ
e的矩阵alab，e为元素种类；按照上述步骤生成的随机序列temp，对含量信息进行划分，训练集标签矩阵t_train为g种定标样品含量信息矩阵 alab的前m行，即t_train=alab (temp(1:m),:)；测试集标签矩阵t_test为g种定标样品含量信息矩阵 alab的后l行，即t_test=alab (temp(m 1:end,:))。

技术总结
本发明涉及一种提升炉渣分析精度的方法，属于红外及等离子体发射光谱测量技术领域。本发明的技术方案是：将主成分分析方法与激光诱导击穿光谱技术结合起来，提取主成分代替原始大量光谱数据，进行训练集、测试集模型划分，合理划分光谱数据集合，然后再进行模型建立及定性、定量结果预测。本发明的有益效果是：快速、高效、合理，大大提升了炉渣样品检测结果的精度。度。度。


技术研发人员：刘艳丽 石玉龙 安治国 孙少海
受保护的技术使用者：河钢股份有限公司
技术研发日：2021.06.25
技术公布日：2021/11/2