一种应用于原子荧光光谱仪的火焰自动识别系统的制作方法

本发明涉及光谱分析仪器领域，具体说是一种应用于原子荧光光谱仪的火焰自动识别系统。

背景技术：

原子荧光光谱法是原子光谱分析法的重要组成部分，其主要结构包括光源、进样系统、气液分离系统、原子化器、检测器、信号放大及输出。待测元素的原子化过程主要是在原子化器中进行的，尤其对于采用火焰法分析的元素，待测元素的氢化物在原子化室中进行原子化过程，如果测试过程中点火不成功或者火焰不正常，易导致测试元素含量的误判，影响数据的可靠性。

现有的原子荧光仪器中，人们对火焰的观察方式主要分为人工观察，在仪器上设置观察窗口或火焰摄像的方式。其中人工观察方法在观察火焰的同时会引入外界光或气流的干扰，容易影响检测的准确性。火焰摄像的观察方式虽然能够避免上述问题，但不能解决摆脱人为干预判断火焰状态的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种应用于原子荧光光谱仪的火焰识别系统，旨在提高对火焰判别的及时性、可靠性和自动化程度。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种应用于原子荧光光谱仪的火焰自动识别系统，包括火焰图像采集系统、火焰图像处理系统5、火焰参数反馈系统4和火焰状态显示系统6；

所述火焰图像采集系统通过通讯线分别与火焰图像处理系统5和火焰参数反馈系统4连接，所述火焰图像处理系统5通过通讯线分别与火焰状态显示系统6和火焰参数反馈系统4连接；

所述火焰图像采集系统用于对原子化室2中的火焰状态进行实时火焰信号采集，并将采集的火焰信号通过通讯线输出到火焰图像处理系统5；

所述火焰图像处理系统5用于对接收的火焰信号进行实时处理及火焰状态的判别；

所述火焰图像处理系统5包括背景信号扣除模块、信号分析模块和火焰状态判断模块；

所述背景信号扣除模块用于将火焰信号的背景扣除；所述信号分析模块用于分析背景扣除后的火焰信号在高亮区域内的RGB值；

所述火焰状态判断模块用于判断当前扣除背景的火焰信号在高亮区域内的RGB值，若当前扣除背景的火焰信号在高亮区域内的RGB值不超过预设RGB值的±20％，则火焰正常，并将当前扣除背景的火焰信号输出给火焰状态显示系统6；若当前扣除背景的火焰信号在高亮区域内的RGB值超过预设RGB值的±20％，则火焰不正常，将扣除背景的火焰信号输出到火焰状态显示系统6和火焰参数反馈系统4；

所述火焰状态显示系统6用于显示当前接收到的火焰信号；

所述火焰参数反馈系统4用于根据接收到的火焰信号，对火焰燃烧参数进行优化，并在下一次进样分析时,自动采用新优化的参数。

在上述技术方案的基础上，所述火焰图像采集系统包括摄像头3、光电倍增管1、原子化室2；所述原子化室2的外壁连接有光电倍增管1，所述原子化室2的内壁设有摄像头3；所述火焰图像采集系统的摄像头3位置高于光电倍增管1所在直线，其所在直线的延长线与光电倍增管1的通光口所在的延长线的夹角呈45°-60°，以保证能够有效地采集到火焰信号。

在上述技术方案的基础上，所述摄像头3采用CCD摄像机。

在上述技术方案的基础上，所述火焰燃烧参数包括原子化室炉温、载气流速、辅助气流速、还原剂流量和进样量。

在上述技术方案的基础上，所述火焰参数反馈系统4包括温度控制模块4-1、气路控制模块4-2和进样控制模块4-3；

所述温度控制模块4-1用于对当前原子化室炉温进行优化，

所述气路控制模块4-2用于对载气及辅助气流速进行优化，

所述进样控制模块4-3用于对还原剂流量或进样量进行优化，系统保存当前优化的参数数据，并在下一次点火分析时采用。

在上述技术方案的基础上，所述气路控制模块4-2的控制方式采用EPC或EFC的气路控制方式。

在上述技术方案的基础上，所述预设RGB值为原子荧光光谱仪点火预热过程中，通过所述摄像头3采集的当前静态状态下高亮区域内的火焰信号的RGB值。

本发明所述的应用于原子荧光光谱仪的火焰自动识别系统的有益效果是：

通过对火焰图像的自动识别，判断当前的火焰状态，通过对比高亮区域内的RGB值与预设高亮区域内的RGB值的差异，判断当前火焰状态并自动调整运行参数。对点火不成功的火焰，或抖动比较大的火焰，自动标记或重测当前样品数据，避免测试数据的误判。本发明自动修订火焰燃烧参数避免了人为观察火焰时对气流的影响，同时可以大幅度提高系统的自动化程度，减少操作过程对人工的依赖，而且能实时对原子化室的燃烧状态进行观察。

附图说明

本发明有如下附图：

图1一种应用于原子荧光光谱仪的火焰自动识别系统的结构示意图。

其中，1：光电倍增管；2：原子化室；3：摄像头；4：火焰参数反馈系统；4-1，温度控制模块，4-2气路控制模块，4-3进样模块；5：火焰图像处理系统；6：火焰状态显示系统

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所述的一种应用于原子荧光光谱仪的火焰识别系统，包括火焰图像采集系统、火焰图像处理系统5、火焰参数反馈系统4和火焰状态显示系统6；

所述火焰图像采集系统通过通讯线分别与火焰图像处理系统5和火焰参数反馈系统4连接，所述火焰图像处理系统5通过通讯线分别与火焰状态显示系统6和火焰参数反馈系统4连接；

所述火焰图像采集系统用于对原子化室2中的火焰状态进行实时火焰信号采集，并将采集的火焰信号通过通讯线输出到火焰图像处理系统5；

所述火焰图像处理系统5用于对接收的火焰信号进行实时处理及火焰状态的判别；

所述火焰图像处理系统5包括背景信号扣除模块、信号分析模块和火焰状态判断模块；

所述背景信号扣除模块用于将火焰信号的背景扣除；所述信号分析模块用于分析背景扣除后的火焰信号在高亮区图像下的RGB值；

所述火焰状态判断模块用于判断当前扣除背景的火焰信号在高亮区域内的RGB值，若当前扣除背景的火焰信号在高亮区域内的RGB值不超过预设RGB值的±20％，则火焰正常，并将当前扣除背景的火焰信号输出给火焰状态显示系统6；若当前扣除背景的火焰信号在高亮区域内的RGB值超过预设RGB值的±20％，则火焰不正常，将扣除背景的火焰信号输出到火焰状态显示系统6和火焰参数反馈系统4；

所述火焰状态显示系统6用于显示当前接收到的火焰信号；

所述火焰参数反馈系统4用于根据接收到的火焰信号，对火焰燃烧参数进行优化，并在下一次进样分析时,自动采用新优化的参数。

在上述技术方案的基础上，所述火焰图像采集系统包括摄像头3、光电倍增管1、原子化室2；所述原子化室2的外壁连接有光电倍增管1，所述原子化室2的内壁设有摄像头3；所述火焰图像采集系统的摄像头3位置高于光电倍增管1所在直线，其所在直线的延长线与光电倍增管1的通光口所在的延长线的夹角呈45°-60°，以保证能够有效地采集到火焰信号。

在上述技术方案的基础上，所述摄像头3采用CCD摄像机。

在上述技术方案的基础上，所述火焰燃烧参数包括原子化室炉温、载气流速、辅助气流速、还原剂流量和进样量。

在上述技术方案的基础上，所述火焰参数反馈系统4包括温度控制模块4-1、气路控制模块4-2和进样控制模块4-3；

所述温度控制模块4-1用于对当前原子化室炉温进行优化，

所述气路控制模块4-2用于对载气及辅助气流速进行优化，

所述进样控制模块4-3用于对还原剂流量或进样量进行优化，系统保存当前优化的参数数据，并在下一次点火分析时采用。

在上述技术方案的基础上，所述气路控制模块4-2的控制方式采用EPC或EFC的气路控制方式。

在上述技术方案的基础上，所述预设RGB值为原子荧光光谱仪点火预热过程中，通过所述摄像头3采集的当前静态状态下高亮区域内的火焰信号的RGB值。

原子荧光光谱仪点火预热过程中，通过摄像头3采集当前静态状态下高亮区域内的图像数据，并传输给火焰图像处理系统5中，分析其在高亮区静态图像下的RGB值，并储存当前状态的RGB值。

原子荧光光谱仪点火运行，通过摄像头3载入监控画面中的火焰，获取当前的火焰信号，并将火焰信号传输给火焰图像处理系统5，在火焰图像处理系统5中分析并储存火焰信号的RGB值，通过与静态状态下的图像数据对比得到图像的识别特征，并判断是否点火成功。

所述火焰图像处理系统5判别点火成功后，继续根据火焰预设区域内RGB值的分布，判别当前火焰状态，当前数据的RGB数值未超出预设值的±20％，则判别火焰正常，并在该状态下进行后续测试，同时火焰状态显示系统6中实时显示当前的火焰状态及RGB分布。

当所述火焰图像处理系统5判断当前火焰信号的RGB数值超出预设值的±20％，所述火焰图像处理系统5将经过背景扣除的火焰信号通过火焰状态显示系统6输出的同时，通过通讯线将火焰信号传输给火焰参数反馈系统4。所述火焰参数反馈系统4自动对当前进样的参数进行优化。其中，通过温度控制模块4-1对当前原子化室2炉温进行优化，通过气路控制模块4-2对载气及辅助气流量进行优化，通过进样控制模块4-3对还原剂KBH4的流量或进样量进行优化，系统保存当前优化的参数数据，并在下一次点火分析时采用。

本发明所述的一种应用于原子荧光光谱仪的火焰识别系统通过对火焰图像的自动识别，判断当前的火焰状态，通过对比高亮区域内的RGB值与预设值的差异，判断当前火焰状态并自动调整运行参数。对点火不成功的火焰，或抖动比较大的火焰，自动标记或重测当前样品数据，避免测试数据的误判。避免了人为观察火焰时对气流的影响，减少操作过程对人工的依赖，而且能实时对原子化室的火焰燃烧状态进行观察。

应当指出，以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明。

以上所述为本发明较佳的实施方式，应当指出在领域范围内的技术人员可轻易进行改进或替换，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围内，具体保护范围以权力要求书为准。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。