【技术实现步骤摘要】
本申请涉及铝含量测定，具体涉及一种锌液成分中铝含量高精度测定方法及系统。
技术介绍
1、在带钢连续热镀锌生产
，生产过程中保持对锌液成分的精确控制对于确保产品质量和工艺稳定至关重要，因此必须对锌液中的铝含量进行精准管理，才能在带钢表面形成高质量镀层，而基于libs(laser-induced breakdown spectroscopy)激光诱导击穿光谱技术的在线锌液成分测量设备，无需对样品进行专门的预处理，定量分析速度快，能够实时监测锌液中的铝含量。
2、由于libs光谱数据的采样与获取时间非常短，一般总计不超过1毫秒，这使得数据采集设备的激光能量、延迟时间以及透镜到样品表面的距离的波动往往会对光谱发生与信号采集产生误差，进而引起锌液的libs光谱数据中的光谱强度出现波动而偏离实际值，导致难以准确地获取锌液中的铝含量。因此，通常采用多次采集libs光谱数据求平均值的方法，以减弱这些波动在单次测量中产生的干扰误差的影响，提高测量结果的稳定性和可靠性，但是这种方法通常是使用相同的权重对采集的所有libs光谱数据进行处理，未考虑到数据采集设备的这种波动对锌液中的铝元素在采集的各个libs光谱数据中的光谱强度的不同影响程度，进而造成由求平均值得到的libs光谱数据不足以准确地反映锌液中铝的真实含量。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请的目的在于提供一种锌液成分中铝含量高精度测定方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本申请实施例提供
3、采集待测锌液各时刻的libs光谱数据，将所有光谱数据组成的集合记为光谱数据集合；
4、获取待测锌液中任一元素的特征谱线波长，对于光谱数据集合中任一光谱数据，基于所述任一光谱数据中所述特征谱线波长附近的光谱强度变化情况构建所述任一元素在所述任一光谱数据中的数据波动程度；
5、在所述任一光谱数据的邻近时刻的光谱数据中，基于所有光谱数据中的所述数据波动程度构建所述任一元素对于所述任一光谱数据的数据波动序列；基于铝元素与待测锌液中其余各元素的所述数据波动序列之间的相似性构建铝元素在所述任一光谱数据中的波动置信度，结合所述数据波动程度，构建铝元素在所述任一光谱数据中的波动影响程度；
6、将铝元素在所述任一光谱数据中形成的特征峰记为第一特征峰，基于第一特征峰的波峰特征，分析第一特征峰的峰顶凸出程度，确定铝元素在所述任一光谱数据中的自吸收影响度，结合所述波动影响程度，构建所述任一光谱数据的关于铝元素的光谱数据权重；
7、基于光谱数据集合中各光谱数据及对应的光谱数据权重构建平均光谱数据的任一波长处的光谱强度；基于铝含量已知的系列标准锌液样品对应的所述任一波长处的光谱强度，构建铝含量的定标曲线，结合平均光谱数据的任一波长处的光谱强度，确定待测锌液中的铝含量。
8、在其中一种实施例中，所述数据波动程度的获取过程为：
9、在所述任一光谱数据中获取以所述任一元素的特征谱线波长为中心、预设长度的波长区间内的光谱强度数据，将所述波长区间内的所有光谱强度数据通过拟合算法进行拟合，将拟合过程中的残差之和记为所述任一元素在所述任一光谱数据中的数据波动程度。
10、在其中一种实施例中，所述数据波动序列的获取过程为：
11、从光谱数据集合中获取与所述任一光谱数据的采集时刻相邻最近的预设数量个光谱数据，组成的集合记为所述任一光谱数据的局部光谱数据集合；
12、将所述任一元素在局部光谱数据集合中所有光谱数据中的数据波动程度组成的序列记为所述任一元素对于所述任一光谱数据的数据波动序列。
13、在其中一种实施例中，所述铝元素在所述任一光谱数据中的波动置信度的获取过程为：
14、计算铝元素与待测锌液中其余各元素的所述任一光谱数据的数据波动序列之间的皮尔逊相关系数，将铝元素的所有所述皮尔逊相关系数的均值的归一化结果记为铝元素在所述任一光谱数据中的波动置信度。
15、在其中一种实施例中，所述铝元素在所述任一光谱数据中的波动影响程度为：所述铝元素在所述任一光谱数据中的数据波动程度与波动置信度的乘积。
16、在其中一种实施例中，所述铝元素在所述任一光谱数据中的自吸收影响度的获取过程为：
17、利用特征峰识别算法提取所述任一光谱数据中每个特征峰的峰宽、特征峰的峰值及峰值对应的波长，将峰值波长与铝元素特征谱线波长之间波长差距最小的特征峰作为第一特征峰；
18、在第i个光谱数据中，获取第一特征峰对应的波长的预设尺寸的邻域窗口，将所述邻域窗口中光谱强度的极差记为第一特征峰的峰顶凸出程度；
19、将铝元素在第i个光谱数据中的自吸收影响度记为，的表达式为：
20、，式中，表示所述第一特征峰的峰宽；为人为预设正数；为min-max归一化函数。
21、在其中一种实施例中，所述光谱数据权重的获取过程为：
22、将铝元素在第i个光谱数据中的波动影响程度与自吸收影响度的均值记为铝元素在第i个光谱数据中的光谱综合影响度；将第i个光谱数据的关于铝元素的光谱数据权重记为，的表达式为：，式中，为人为预设正数；为min-max归一化函数。
23、在其中一种实施例中，所述平均光谱数据的任一波长处的光谱强度的获取过程为：
24、将平均光谱数据的波长为j处的光谱强度记为，的表达式为：
25、，式中，表示光谱数据集合中的第i个光谱数据在波长为j处的光谱强度；表示第i个光谱数据的关于铝元素的光谱数据权重；q表示光谱数据集合中的所有光谱数据的所述光谱数据权重的和；n表示光谱数据集合中光谱数据的数量；
26、其中，将平均光谱数据的所有波长处的光谱强度按任意光谱数据中波长的排列顺序进行排列，构成的光谱数据记为平均光谱数据。
27、在其中一种实施例中，所述待测锌液中的铝含量的确定过程为：
28、将铝元素在平均光谱数据中形成的特征峰记为第二特征峰；将第二特征峰的峰值对应的光谱强度作为待测锌液中的铝元素的特征谱线在数据采集期间的综合光谱强度；
29、基于已知铝含量的系列标准锌液样品的libs光谱数据，采用与待测锌液中铝元素的所述综合光谱强度相同的获取方式，分别获取所述系列标准锌液样品中每个标准锌液样品中铝元素的所述综合光谱强度，分别以所述系列标准锌液样品的铝含量、铝元素的所述综合光谱强度为横、纵坐标构建坐标系，并对坐标系中的数据点进行曲线拟合，得到铝含量的定标曲线；获取定标曲线中待测锌液中铝元素的所述综合光谱强度对应的铝含量，作为待测锌液中的铝含量。
30、第二方面，本申请实施例还提供了一种锌液成分中铝含量高精度测定系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述数据波动程度的获取过程为：
3.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述数据波动序列的获取过程为：
4.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述铝元素在所述任一光谱数据中的波动置信度的获取过程为：
5.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述铝元素在所述任一光谱数据中的波动影响程度为：所述铝元素在所述任一光谱数据中的数据波动程度与波动置信度的乘积。
6.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述铝元素在所述任一光谱数据中的自吸收影响度的获取过程为：
7.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述光谱数据权重的获取过程为：
8.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述平均光谱数据的
9.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述待测锌液中的铝含量的确定过程为：
10.一种锌液成分中铝含量高精度测定系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述数据波动程度的获取过程为：
3.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述数据波动序列的获取过程为：
4.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述铝元素在所述任一光谱数据中的波动置信度的获取过程为：
5.如权利要求1所述的一种锌液成分中铝含量高精度测定方法，其特征在于，所述铝元素在所述任一光谱数据中的波动影响程度为：所述铝元素在所述任一光谱数据中的数据波动程度与波动置信度的乘积。
6.如权利要求1所述的一种锌液成...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮亮，刘佳，
申请(专利权)人：大连胜光科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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