【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及液体检测，特别涉及一种溶质区域光谱提取方法、系统及存储介质。
技术介绍
1、激光诱导击穿光谱(laser-inducedbreakdownspectroscopy,libs)技术利用聚焦透镜将高能脉冲激光聚焦在样品表面微小区域，形成一个高温、高压的等离子体，通过对等离子体辐射光的采集与分析，获得发射特征光谱的波长和相对光谱强度，进而推导出待测样品的元素种类以及元素含量。该技术具有多元素同时检测、样品制备简单或无需制备、可实时快速分析和原位检测等优点，广泛应用于金属分析、环境检测、原子能与核工程、生命科学、文物保护等众多领域。
2、libs技术在固体检测中具有明显优势，在液体检测方面也得到广泛研究和应用。在现有的libs液体检测方法中，直接水体检测虽然无需任何样品制备，但容易造成液体飞溅、等离子体猝灭等问题。液流检测将静态液体转化为流动液体，有效减少液面波动与液滴飞溅等问题。但液流检测需要额外的液流发生辅助设备，且激光作用对象仍然是液体。为了克服这些问题，研究者们提出了液固转换辅助检测，通过将液体转化为固体溶质沉积物，彻底避免了液体飞溅和等离子体猝灭等问题。基板液固转换法将少量液体样品滴加到无吸收性的基板上，通过蒸发干燥使其形成溶质沉积层后进行libs分析。在libs液固转换检测方法中，与冷冻、萃取以及电沉积三种方法相比，基板液固转换法样品制备更加简单高效、无需复杂系统且试剂用量少，为液体检测提供了一种低成本且高效的样品处理方法，基板液固转换法在液体检测领域具有巨大的潜力。
3、在基板液固转
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种溶质区域光谱提取方法、系统及存储介质，以解决相关技术中使用矩形点阵全覆盖扫描圆形或椭圆形溶质沉积层的方式引入不含溶质的无效libs光谱从而导致光谱稳定性和检测灵敏度降低的问题。所述技术方案如下：
2、一方面，提供了一种溶质区域光谱提取方法，所述方法用于液固转换libs液体检测场景，所述方法包括：
3、获取基板样品，所述基板样品包含有待测元素溶质沉积层，所述待测元素溶质沉积层通过滴液形成；
4、对所述待测元素溶质沉积层进行激光扫描并获取对应的libs原始光谱数据；
5、根据所述libs原始光谱数据确定出各个待测元素的可用谱线，所述可用谱线满足信噪比要求；
6、利用所述各个待测元素的可用谱线形成所述libs原始光谱数据中各个待测元素的元素分布图像；
7、对所有元素分布图像进行第一次形态学识别，获得各待测元素不同谱线对应的掩膜；
8、将各待测元素不同谱线对应的掩膜进行加权融合，得到准确液滴分布图像；
9、对所述准确液滴分布图像进行第二次形态学识别，获得代表所述待测元素溶质沉积层分布的掩膜；
10、通过所述待测元素溶质沉积层分布的掩膜从所述libs原始光谱数据中提取待测元素溶质区域光谱。
11、可选的，所述获取基板样品，包括：
12、对基板进行打磨得到表面粗糙度一致的打磨后基板；
13、对所述打磨后基本进行清洁；
14、通过移液枪将包含待测元素的溶液液滴加至所述打磨后基板的表面；
15、然后将所述打磨后基板平放到恒温加热台上进行加热；
16、加热完成后，得到包含有待测元素溶质沉积层的基板样品。
17、可选的，所述对所述待测元素溶质沉积层进行激光扫描并获取对应的libs原始光谱数据，包括：
18、对激光能量与延时进行优化；
19、使用覆盖采集方式激光扫描所述基板样品处待测元素溶质沉积层并获取libs原始光谱数据，其中，采用的激光采样点阵大小为m×n，需确保激光采样点阵覆盖液滴沉积层。
20、可选的，所述根据所述libs原始光谱数据确定各个待测元素的可用谱线，所述可用谱线满足信噪比要求，包括：
21、选择nist谱线库中目标元素相对强度大于谱线强度阈值k的光谱线；
22、将所述激光采样点阵对应的谱线强度值取均值得到平均原始光谱；
23、根据所述平均原始光谱对所述持久线进行筛选得到所述可用谱线，其中，筛选条件为信噪比大于信噪比阈值s的光谱线。
24、可选的，元素分布成像的内容包括：不同元素的元素分布图像和同种元素不同谱线对应的元素分布图像，元素分布图像分辨率为激光采样点阵大小。
25、可选的，所述第一次形态学识别的操作方式为获取液滴在激光采样m×n点阵中的相对位置进而在所述libs原始光谱数据中提取待测元素溶质区域的光谱；
26、所述第一次形态学识别的数据处理包括图像二值化、图像连通区域获取、最大连通区域寻找、闭操作和开操作。
27、可选的，所述将各待测元素不同谱线对应的掩膜进行加权融合，得到准确液滴分布图像，包括：
28、使用各待测元素选定谱线对应的libs原始光谱数据的平均光谱强度作为对应掩膜的权值；
29、将各待测元素不同谱线对应的掩膜进行加权融合；
30、得到融合各个待测元素多条谱线所提供轮廓信息的准确液滴分布图像。
31、可选的，所述第二次形态学识别的数据处理包括图像二值化、图像连通区域获取、小面积区域删除、闭操作、最大连通区域寻找和开操作。
32、另一方面，提供了一种溶质区域光谱提取系统，所述系统用于液固转换libs液体检测场景，所述系统包括：
33、样品获取模块，用于获取基板样品，所述基板样品包含有待测元素溶质沉积层，所述待测元素溶质沉积层通过滴液形成；
34、光谱采集模块，用于对所述待测元素溶质沉积层进行激光扫描并获取对应的libs原始光谱数据；
35、谱线选择模块，用于根据所述libs原始光谱数据确定出各个待测元素的可用谱线，所述可用谱线满足信噪比要求；
36、元素分布模块，用于利用所述各个待测元素的可用谱线形成所述libs原始光谱数据中各个待测元素的元素分布图像；
37、一次识别模块，用于对所有元素分布图像进行第一次形态学识别，获得各待测元素不同谱线对应的掩膜；
38、信息融合模块，用于将各待测元素不同谱线对应的掩膜进行加权融合，得到准确液滴分布图像；
39、二次识别模块，用于对所述准确液滴分布图像进行第二次形态学识别，获得代表所述待测元素溶质沉积层分布的掩膜；
40、溶质区域模块，用于通过所述待测元素溶质沉积层分布的掩膜从所述libs原始光谱数据中提取待测元素溶质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种溶质区域光谱提取方法，其特征在于，所述方法用于液固转换LIBS液体检测场景，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取基板样品，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待测元素溶质沉积层进行激光扫描并获取对应的LIBS原始光谱数据，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述LIBS原始光谱数据确定各个待测元素的可用谱线，所述可用谱线满足信噪比要求，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，元素分布成像的内容包括：不同元素的元素分布图像和同种元素不同谱线对应的元素分布图像，元素分布图像分辨率为激光采样点阵大小。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各待测元素不同谱线对应的掩膜进行加权融合，得到准确液滴分布图像，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二次形态学识别的数据处理包括图像二值化、图像连通区域获取、小面积区域删除、闭操作、最大连通区域寻找和开
9.一种溶质区域光谱提取系统，其特征在于，所述系统用于液固转换LIBS液体检测场景，所述系统包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如上述权利要求1至8任一项所述的溶质区域光谱提取方法。
...【技术特征摘要】
1.一种溶质区域光谱提取方法，其特征在于，所述方法用于液固转换libs液体检测场景，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取基板样品，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待测元素溶质沉积层进行激光扫描并获取对应的libs原始光谱数据，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述libs原始光谱数据确定各个待测元素的可用谱线，所述可用谱线满足信噪比要求，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，元素分布成像的内容包括：不同元素的元素分布图像和同种元素不同谱线对应的元素分布图像，元素分布图像分辨率为激光采样点阵大小。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：熊高丽，易高飞，吴维乐，周晨，聂俊飞，
申请(专利权)人：湖南云河信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。