专利名称：一种峰漂移修正方法
技术领域：
本发明涉及脉冲中子煤质分析技术领域，特别是涉及一种峰漂移修正方法。
背景技术：
脉冲中子煤质在线分析是瞬发伽马中子活化分析技术的一种应用。它与以往传统的煤质检测方式和方法的区别在于，不需要对待测煤种进行采样、制样和取样操作，只要将检测设备安装在输送煤的皮带上，在对煤炭的输送过程中就同时完成了待测煤种的分析工作。由于这种方法省去了采样、制样和取样过程，所以能够很大程度的节约化验时间以及化验成本，是一种高效的煤质检测手段。该方法利用中子轰击煤流，当中子碰撞到煤流中的核素时就会发生反应，释放出伽玛射线，当被轰击到的核素不同时，释放出的伽玛射线在能量上也会有差异，通过这些能量的差异可以判断出煤流中到底存在哪些核素。另外，对于同一核素，其在煤流中的含量与它放射出的伽玛射线的计数成比例关系。因此只需要记录核素对应能量的计数就能获知煤流中特定核素的含量。伽玛射线的能量和数量信息可以使用探测器和多道分析器采集到。探测器可以检测伽玛射线，并输出由能量和计数表征的伽玛射线能谱。但是，当温度和环境发生变化时， 探测器在探测过程中会出现偏差，导致采集到的伽玛射线能谱中的能量发生漂移，即峰漂移。这就在很大程度上影响了煤质核素测量的精度。因此需要对峰漂移进行修正，以此来解决峰漂移带来的测量精度问题。目前，对峰漂移的修正主要通过依据经验将测试谱划分为多个区域，在各个区域中分别寻找特征峰，之后与标准谱中的响应特征峰进行比较，将测试谱中特征峰对应的道数与标准谱中特征峰对应的道数之间的差值作为补偿系数，对测试谱进行修正。在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题上述方法实现的前提是测试谱的峰漂移程度较小，当峰漂移较大时，特征峰可能会漂移出指定区域，进入与指定区域相邻的其他区域，按照上述方法寻找特征峰时，仍将在该指定区域中进行寻峰操作，此时会将其他峰误认为是要寻找的特征峰，发生特征峰的误判，之后依据该错误的特征峰对应的道数与标准谱中特征峰对应的道数之间的差值进行修正，降低了峰漂移修正的准确度。另外，在测试谱的高能区聚集数量较多的峰，各个峰之间的距离较近，此时极易发生特征峰的误判，降低峰漂移修正的准确度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种峰漂移修正方法，可以提高峰漂移修正的准确度。其具体方案如下一种峰漂移修正方法，包括对多道分析器输出的测试谱进行光滑处理，获得光滑后的测试谱；对所述光滑后的测试谱进行寻峰操作，分别确定与碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数；
将所述碳峰、氢峰和铅峰的峰能量及实际道数作为当前已知量组；利用所述当前已知量组进行二次三项式拟合，确定测试谱的道数和能量之间的当前函数关系式；确定特征峰中其他的任一个峰，利用所述峰的峰能量和所述当前函数关系式确定所述峰的理论道数；以所述峰的理论道数为中心在第一预设范围内进行寻峰操作，确定所述峰的实际道数，将所述峰的峰能量和实际道数添加入当前已知量组；利用所述当前已知量组进行二次三项式拟合，确定道数和能量之间的函数关系式，并确定为当前函数关系式；判断所述二次三项式拟合进行的次数是否达到预设次数，若是，则利用当前函数关系式确定各个道数所对应的能量，并将所述测试谱与标准谱进行匹配；若否，则转向确定特征峰中其他的任一个峰的步骤。优选的，在上述方法中，所述分别确定与碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数的过程具体为在所述标准谱中依次确定所述碳峰、氢峰和铅峰对应的标准道数；在所述测试谱中依次以所述碳峰、氢峰和铅峰对应的标准道数为中心，在第二预设范围内查找峰顶点；将依次查找出的峰顶点所对应的道数分别作为所述碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数。优选的，在上述方法中，所述第一预设范围为多道分析器的总道数的士0.5%，所述第二预设范围为所述多道分析器的总道数的士2%。优选的，在上述方法中，所述预设次数为5次。优选的，在上述方法中，所述特征峰包括碳峰、氢峰、铅峰、碳单逃峰、氧峰、第一铁峰和第二铁峰。优选的，在上述方法中，所述二次三项式拟合采用最小二乘法。如上述方案所述，在本发明公开的峰漂移修正方法中，通过特征峰中的碳峰、氢峰和铅峰确定测试谱中能量和道数之间的初始函数关系后，通过多次二次三项式拟合，获得测试谱的能量和道数之间的最终函数关系，之后通过与标准谱进行匹配，使得测试谱中的特征峰与标准谱中的特征峰尽量接近，提高了修正的准确度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明公开的一种峰漂移修正方法的流程图；图2为本发明公开的确定碳峰、氢峰和铅峰的实际道数的方法的流程图。
具体实施方式
本发明公开的峰漂移修正方法，运用最小二乘法进行二次三项式拟合，并进行多次迭代，对脉冲中子煤质在线检测设备中多道分析器采集到的伽玛能谱进行处理，以解决现有技术中易发生特征峰误判、修正准确性的问题。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明公开了一种峰漂移修正方法，可以提高峰漂移修正的准确度。参见图1，图1为本发明公开的一种峰漂移修正方法的流程图。包括步骤Sl 对多道分析器输出的测试谱进行光滑处理，获得光滑后的测试谱。中子轰击煤流，煤流中的核素与中子发生反应产生出伽玛射线，探测器检测伽玛射线，产生一个脉冲电信号，这个电信号经过放大后，被输入到多道分析器中。多道分析器对该脉冲信号进行采样，获取到该脉冲信号的脉冲幅度，处理后会转换成数字信号，不同能量的射线计数被放到特定的道数内，且道数与能量之间基本满足二次函数关系E = ax2+bx+c+ ε(式 1)其中，E为输入到多道分析器的伽玛射线能量，χ代表道数，a、b和c是二次多项式的系数(a >0即函数开口方向朝上)，ε为误差。多道分析器输出以道数和计数表征的测试谱，对多道分析器输出的测试谱进行光滑操作，在实施中可以使用五点光滑公式法，对测试谱进行2至5次光滑操作。步骤S2 对所述光滑后的测试谱进行寻峰操作，分别确定与碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数。进行光滑操作之后的测试谱中，有些核素的特征峰会很明显，本发明申请人以获取幅度较大、且干扰较少的特征峰为原则在测试谱中选取3个峰，作为确定测试谱的能量与道数之间的函数关系式(即式1)的迭代初始量。本发明申请人经过多次试验发现以上述原则进行寻峰，选取出的3个峰分别为碳峰、氢峰和铅峰，在测试谱中这三个峰最为明显，在测试谱中分别确定碳峰、氢峰和铅峰所对应的实际道数。确定碳峰、氢峰和铅峰所对应的实际道数的具体实现方式如图2所示。包括步骤S21 在标准谱中依次确定碳峰、氢峰和铅峰对应的标准道数；步骤S22 在测试谱中依次以碳峰、氢峰和铅峰对应的标准道数为中心，在第二预设范围内查找峰顶点；步骤S23 将依次查找出的峰顶点对应的道数分别作为碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数。在保证探测器的工作环境和温度符合行业标准的试验条件下，将获得的伽玛射线能谱图作为标准谱，也就是峰漂移修正所参考的标准。在标准谱中确定碳峰所对应的道数， 作为碳峰的标准道数。之后在测试谱中寻找碳峰，具体为，以已确定的碳峰的标准道数为中心在第二预设范围内查找峰顶点，即在由碳峰的标准道数和第二预设范围确定的一段测试谱中查找幅度最大的点，该点即为碳峰。碳峰所对应的道数即为碳峰的实际道数。之后按照上述方法依次获得氢峰和铅峰的实际道数。在实施中，第二预设范围为多道分析器的总道数的士2%。若多道分析器为4096
5道，则第二预设范围为士80道。步骤S3 将所述碳峰、氢峰和铅峰的峰能量及实际道数作为当前已知量组。步骤S4 利用所述当前已知量组进行二次三项式拟合，确定测试谱的道数和能量之间的当前函数关系式。碳峰、氢峰和铅峰的峰能量是标准量，将碳峰、氢峰和铅峰的峰能量及实际道数作为当前已知量组，利用当前已知量组进行二次三项式拟合，以此确定式1中的系数a、b和C。在实施中利用最小二乘法原理进行二次三项式拟合，具体过程为根据最小二乘法原理，各道统计误差的平方和最小，即
权利要求
1.一种峰漂移修正方法，其特征在于，包括对多道分析器输出的测试谱进行光滑处理，获得光滑后的测试谱；对所述光滑后的测试谱进行寻峰操作，分别确定与碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数；将所述碳峰、氢峰和铅峰的峰能量及实际道数作为当前已知量组； 利用所述当前已知量组进行二次三项式拟合，确定测试谱的道数和能量之间的当前函数关系式；确定特征峰中其他的任一个峰，利用所述峰的峰能量和所述当前函数关系式确定所述峰的理论道数；以所述峰的理论道数为中心在第一预设范围内进行寻峰操作，确定所述峰的实际道数，将所述峰的峰能量和实际道数添加入当前已知量组；利用所述当前已知量组进行二次三项式拟合，确定道数和能量之间的函数关系式，并确定为当前函数关系式；判断所述二次三项式拟合进行的次数是否达到预设次数，若是，则利用当前函数关系式确定各个道数所对应的能量，并将所述测试谱与标准谱进行匹配；若否，则转向确定特征峰中其他的任一个峰的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别确定与碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数的过程具体为在所述标准谱中依次确定所述碳峰、氢峰和铅峰对应的标准道数； 在所述测试谱中依次以所述碳峰、氢峰和铅峰对应的标准道数为中心，在第二预设范围内查找峰顶点；将依次查找出的峰顶点所对应的道数分别作为所述碳峰、氢峰和铅峰对应的实际道数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设范围为多道分析器的总道数的士0.5%，所述第二预设范围为所述多道分析器的总道数的士2%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设次数为5次。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述特征峰包括碳峰、氢峰、铅峰、碳单逃峰、氧峰、第一铁峰和第二铁峰。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次三项式拟合采用最小二乘法。
全文摘要
本发明公开了一种峰漂移修正方法，通过特征峰中的碳峰、氢峰和铅峰确定测试谱中能量和道数之间的初始函数关系后，利用特征峰中的其他峰进行多次二次三项式拟合，获得测试谱的能量和道数之间的最终函数关系，之后通过与标准谱进行匹配，使得测试谱中的特征峰与标准谱中的特征峰尽量接近，提高了修正的准确度。
文档编号G01N23/222GK102175703SQ201110004270
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者罗建文, 邓智宏 申请人:长沙开元仪器股份有限公司