基于DE算法和NURBS曲線的ICP-AES光譜基線校正方法研究

廉小親，陳彥銘，王宇喬，劉 鈺

1.北京工商大學人工智能學院，北京 100048 2.北京工商大學中國輕工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)重點實驗室，北京 100048

引 言

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICP-AES)是一種以電感耦合等離子體為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜分析技術(shù)，具有多元素同時檢測、分析速度快以及準確度高等特點，被廣泛應(yīng)用于稀土、冶金、化工、無機材料和醫(yī)學等眾多領(lǐng)域[1-2]。然而在ICP-AES測量過程中，受儀器暗電流和光源雜散光的影響，測量所得的光譜通常存在一定程度的基線漂移現(xiàn)象，造成元素含量定量分析誤差，因此在測量過程中往往需要對光譜進行基線校正處理[3-4]。

目前較為常見的基線校正方法包括迭代多項式擬合法[5-6]、導(dǎo)數(shù)法[7-8]、移動窗口平滑法[9-10]、小波變換法[11]、分段多項式擬合法和分段樣條擬合法[12-14]等。迭代多項式擬合法的實現(xiàn)步驟較為簡單，但是對于不同的光譜信號，多項式擬合階數(shù)往往需要論證確定，難以建立一種通用性較強的光譜基線擬合模型。導(dǎo)數(shù)法和移動窗口平滑法實現(xiàn)原理同樣相對簡單，但二者均會在時域內(nèi)降低光譜的分辨率，影響光譜的峰形，不利于后期的定量分析。小波變換也能夠有效去除光譜基線，但需要針對不同的光譜信號建立相應(yīng)的小波基函數(shù)，因此算法的運算量相對較高，應(yīng)用效率也相對較低。分段多項式擬合法在一定程度上克服了迭代多項式擬合法中階數(shù)難以確定的問題，但是相比于分段樣條擬合法，分段多項式擬合法有時無法保證全波段范圍下的擬合誤差，臨界處擬合基線的平滑性也較差。……