基于非线性矫正算法的高精度X射线粉末衍射方法与流程

本发明涉及x射线衍射，尤其涉及基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法。

背景技术：

1、x射线粉末衍射是一种十分常用且重要的精密检测技术，其最关键的性能指标是转角台的定位精度，只有在全角度量程范围内达到优秀的定位精度才能保证衍射分析的结果准确性。

2、但是，角度定位精度受到转角仪加工质量的显著影响。

3、主要体现在：1)加工后的转角仪圆度达不到100％；2)即使转角仪圆度为100％，其旋转中心还可能存在偏心问题；3)即使可以加工出满足圆度和偏心要求的转角仪，还存在生产批次不同导致的质量偏差。以上问题严重影响x射线粉末衍射仪的精度，对数据质量产生负面影响。

4、基于此，本发明专利提供一种非线性角度矫正方法，充分考虑实际加工条件下产生的有限圆度和偏心问题，仿真加工精度对转角仪在全角度量程内的偏差情况，提供角度偏差值随理想值的非线性变化趋势预判，基于本方法，可以实现同类产品最高的角度定位精度，用于定量化溯源转角仪的圆度和偏心程度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明公开了基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，包括以下步骤：

4、s1、配置需要进行xrd实验操作的各元件参数：

5、设定x射线光源为高斯分布的光源，并将待测样品放置转角仪上，上电启动x射线光源进行待测样品的xrd实测值角度的测量；

6、s2、获取用于表征在实际加工条件下影响x射线粉末衍射仪精度的转角仪有限圆度和偏心的全数据，其中，在获取全数据的过程中，还需要构建数据采集约束策略，以节约计算资源，具体实施方式为：

7、首先，建立最小相似度约束函数：

8、其次，采集偏移数据集s中与转角仪静态状态下几何中心像素坐标点(kx，ky)相似度最高的偏移像素坐标点，所述偏移数据集s记为s(s1，....,sn)；每个偏移数据集s至少包括转角仪静态状态下的图像信息k(kx，ky)以及转角仪动态偏移状态下的所在区域的偏移图像信息t(tx，ty)；

9、最后，以该偏移像素坐标点(tx，ty)为基点，筛选并获取该偏移像素坐标点为(tx，ty)所表征的偏移图像信息t(tx，ty)，形成表征转角仪有限圆度和偏心的实测全数据；

10、s3、利用polynomial非线性拟合方法对xrd实验中的实测全数据进行角度矫正，使其接近标准角度的水平；

11、s4、选取标准样品作为基准，并对校正后的样品的xrd实测全数据进行效果仿真评估，完成定量化溯源转角仪的圆度和偏心程度分析。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

13、为解决现有x射线衍射(xrd)实验在较小角度范围时，xrd实测角度值的角度偏差较小，然而随着角度增大，xrd实测值与标准角度之间的差距逐渐扩大的问题上，本发明通过提出采用polynomial非线性拟合的方式，在经过矫正算法处理后，使得xrd实测值的角度与标准角度近似一致，有效的解决了转角仪在全角度量程内的偏差的问题。

技术特征：

1.基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，s2步骤中，获取表征在实际加工条件下影响x射线粉末衍射仪精度的转角仪有限圆度和偏心的全数据的具体方式为：

3.根据权利要求1或2所述的基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，基于s2步骤，建立最小相似度约束函数的具体实施方式为：

4.根据权利要求3所述的基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，在采集表征转角仪有限圆度和偏心的全数据的过程中，还需要对获取的偏移图像信息t(tx，ty)进行图像增强，具体实施方式为：

5.根据权利要求1所述的基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的基于非线性矫正算法的高精度x射线粉末衍射方法，其特征在于，设置的x射线光源的光源尺寸半高宽、发散角半高宽、狭缝1距离x射线光源的距离以及狭缝2与待测样品的距离d均为定值。

技术总结
本发明涉及基于非线性矫正算法的高精度X射线粉末衍射方法，包括S1、配置需要进行XRD实验操作的各元件参数；S2、获取用于表征在实际加工条件下影响X射线粉末衍射仪精度的转角仪有限圆度和偏心的全数据；S3、利用Polynomial非线性拟合方法对XRD实验中的实测全数据进行角度矫正，使其接近标准角度的水平；S4、选取标准样品作为基准，并对校正后的样品的XRD实测全数据进行效果仿真评估，完成定量化溯源转角仪的圆度和偏心程度分析。本发明通过提出采用Polynomial非线性拟合的方式，在经过矫正算法处理后，使得XRD实测值的角度与标准角度近似一致，有效地解决了转角仪在全角度量程内存在偏差的问题。

技术研发人员：郑世杰,陶舵,姜艺东
受保护的技术使用者：安徽国科仪器科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7