钟奇秀 1,2,3,*赵天卓 1,2,3李欣 1,2,3连富强 1,3[ ... ]樊仲维 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学光电学院, 北京 100049
3 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京 100094
4 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 102211
交叉验证是用于验证模型性能的一种统计分析方法, 可避免由训练集与测试集重合引起的过拟合。 进行交叉验证时通常使用交叉验证均方根误差(RMSECV)的均值来表征多元素的分析准确度。 但对于激光诱导击穿光谱(LIBS)用于多元素分析的情况, 发现各元素的RMSECV与其在样品中的浓度范围可近似用线性关系表述, 由于不同元素在样品集中的浓度范围差异很大, 不同元素之间的RMSECV差异较大, 实验中C与Cr在样品集中的浓度范围差异为28.11倍, 其RMSECV差异达到8.96倍。 发现RMSECV均值对于个别元素过于灵敏, 在数据优化过程中, 可能导致其不能反映大多数元素的分析准确度变化趋势。 为减小RMSECV均值对不同元素的灵敏度差异, 更全面地表征多元素的分析准确度, 提出了多元素的RMSECV标准化方法, 即将各元素的RMSECV与该元素在样品集中的浓度范围相除, 并引入标准化交叉验证均方根误差(SRMSECV)的概念。 LIBS检测受测量条件波动(如激光脉冲能量、 振动等)等不确定因素的影响, 会引入异常光谱, 并对分析准确度产生负面影响。 为通过滤除异常光谱来提高多元素分析准确度, 利用光谱面积筛选对光谱数据进行预处理, 以同一样品下各张光谱的面积中位数为中心, 选定某一光谱面积区间, 舍弃该区间之外的光谱, 并使用余下光谱用作定量分析。 在此基础上, 通过对0.5 Pa真空环境下的10块Ni基合金中的14种元素成分进行的多谱线内标法定量分析展开实验验证。 标准化后各元素RMSECV的相对标准差(RSD)由68.7%减小至48.9%, 元素间的RMSECV的最大差异由8.96倍降低至3.93倍, 表明SRMSECV均值能够较全面表征多元素的分析准确度, 从而有利于实现定标曲线的全自动优化。 在优化面积筛选跨度下, 各元素定标模型的决定系数(R2)均值与SRMSECV均值都得到一定程度的改善, 证明光谱面积筛选对于提高多元素分析准确度的价值。
激光诱导击穿光谱 标准化交叉验证 光谱面积筛选 多元素分析 Laser-induced breakdown spectroscopy Standardized cross-validation Spectral area screening Multivariate analysis 
光谱学与光谱分析
2020, 40(2): 622
作者单位
摘要
成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川 成都 610059
采用粉末压片法制样,应用X射线荧光光谱法对花草茶中N,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,K,Ca,Ti,Cr,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,Br,Rb,Sr,Ba,Pb共22种元素进行了分析.讨论了测量条件的选择,对于22种目标元素的分析线,除Ba,Pb采用L线外,其余都选择Kα线,在对Rh靶Kα线的康普顿散射进行测量时,应适当降低管电压,选择合适的管电流.采用经验系数法和3条散射谱线(Rh靶Lα线的瑞利散射、0.1876nm处的散射线、Rh靶Kα线的康普顿散射)作内标进行基体效应校正,并对N,Na,Ca,Ti,Mn,Sr,Ba等部分元素进行了谱线重叠干扰校正.实验结果表明,该方法对N,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,K,Ca,Ti,Cr,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,Br,Rb,Sr,Ba,Pb各目标元素的检出限较低,且准确度较好,精密度较高.采用该方法对花草茶中元素的种类和含量信息进行分析发现,花草茶元素组成较为丰富,不同种类花草茶元素种类和含量有差异,且同一种类不同来源花草茶略有差异,但元素组成含量特征大体相似.综上可知,该方法操作简单,能够实现花草茶的低成本、快速、准确、多元素测定.
X射线荧光光谱法 花草茶 基体效应 多元素分析 X-ray fluorescence spectrometry Herb tea Matrix effect Multi-element analysis 
光谱学与光谱分析
2015, 35(7): 2043
作者单位
摘要
1 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京100084
2 中冶建筑研究总院有限公司, 北京100088
对比了不同温度以及HNO3, HNO3/H2O2, HNO3/HF和HNO3/HF+H3BO3等四种用酸对煤样微波消解效果和元素检测的影响。 以SARM20作为煤标准物质。 建立了一套两步微波消解及多元素检测方法。 即用9 mL的HNO3与1 mL的HF分解0.1 g煤样, 再加入10 mL 4%(ρ)的H3BO3中和过量HF及氟化物沉淀。 使用ICP-OES检测Al, Ca, Fe, Mg, K, Na, S, Si, Sr和Ti等十种矿物元素, 元素回收率在87.5%~98.8%;使用ICP-MS检测Li, Be, Sc, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Zr, Sn, Cs, Ba, Ce, Eu和Pb等20种重金属元素, 元素回收率在85%~112.5%。 各元素检测的RSD均小于3%。
微波消解  多元素分析 Coal Microwave digestion Acid ICP-OES ICP-MS ICP-OES ICP-MS Multi-element analysis 
光谱学与光谱分析
2012, 32(6): 1662
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥230031
2 合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥230009
采用自由定标激光诱导光谱技术(CF-LIBS)对炉渣中几种主要成分(CaO, SiO2, Al2O3, MgO)进行了定量分析。 利用Nd∶YAG激光脉冲在空气中烧蚀炉渣样品产生等离子体, 等离子体光谱由中阶梯光栅光谱仪记录。 通过几种主要元素的原子谱线和离子谱线的玻尔兹曼图, 计算了等离子体的温度。 利用Ca的一条谱线Stark展宽估算了等离子体电子密度, 从而验证了实验中等离子体处于局部热平衡的假设是成立的。 在此基础上使用自由定标算法, 得出了几种元素的质量百分比, 进而反演出几种氧化物的含量。 对炉渣中主量成分的测量结果相对误差在15%以内。 实验结果表明CF-LIBS方法可以用于无标准物质的样品的多元素同时快速测定。
自由定标 激光诱导击穿光谱 炉渣 定量分析 多元素分析 Calibration free Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) Slag Quantitative analysis Multi-elements analysis 
光谱学与光谱分析
2011, 31(12): 3289
作者单位
摘要
清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京100084
分别采用HNO3, HNO3/HF和HNO3/HF+H3BO3三种不同消解用酸微波消解石膏样品。 用ICP-OES检测石膏中的Al, Ca, Fe, Mg, K, Na, S, Ti, Si和Sr, 用ICP-MS检测石膏中的V, Cr, Mn, Zn, Se和Ce。 采用GBW03109a, GBW03110和FGD-2作为石膏标准物质。 检测值与样品标准值的对比结果表明, 使用HNO3/HF+H3BO3样品消解最完全。 建立了用9 mL HNO3和1 mL HF分解0.2 g石膏, 再加入10 mL 4%(ρ)的H3BO3中和过量的HF及氟化物沉淀的两步微波加热消解方法。 该方法检测3种石膏标准物质时, 元素回收率为88%~112%, RSD均小于3%。 利用该方法测定了3种实际燃煤电厂脱硫石膏样品中的元素含量。
微波消解  石膏 多元素分析 Microwave digestion Acid Gypsum ICP-OES ICP-OES ICP-MS ICP-MS Multi-element analysis 
光谱学与光谱分析
2010, 30(9): 2560

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