本发明涉及一种元素分析的数据处理技术方法，具体涉及一种中子活化元素分析的数据处理技术方法。
背景技术：
建材、煤炭、热电、冶金、矿山等行业需要对输送皮带上散装物料的元素成分及含量进行分析，以指导生产。利用中子活化瞬发γ分析技术的多元素分析仪作为一种主要的在线元素分析仪器，可很好的实现对输送皮带上散装物料的连续分析。目前该类仪表的分析原理，都是中子照射在物料上，与物料中各元素原子核发生反应，不同元素放射出不同能量及强度的特征γ射线，通过检测特征γ射线的能量辨识元素种类，通过检测特征γ射线的强度得出元素含量。而具体的分析方法，则是采用针对某元素的特征γ射线的峰面积来构建对应该元素含量的数学模型，然后通过实测样品标定的方式来确定数学模型中的参数。即根据对若干组已知元素含量的物料进行测量，将已知的元素含量以及该元素特征峰面积代入数学模型，通过线性回归或非线性回归的处理，获得数学模型中的各个参数。但是该方法的弊端是：不能对未知元素分析，而且对于未构建数学模型的元素也无法分析；同时还无法分析元素含量在标定样的覆盖范围之外的物料；而每次增加标定样品后，都需要重新进行回归处理。
技术实现要素：
针对上述存在的缺陷，本发明提出一种新颖的中子活化元素分析的数据处理技术方法。该方法摈弃了原始的标定方法，采用直接与谱形知识库中众多谱形进行有效比对的方式，获取新测量谱形所对应的被测物料中各组成元素的成分及含量等信息。该方法的执行基础是要构建一个标准而规范的谱形知识库，即要求谱形知识库中的谱形，具有相同的“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同。如果是非规范的谱形，则需要通过谱形变换，如可通过常规的“峰漂移修正”及“活时间修正”等处理方法，即可换算成为规范谱形后再存入谱形知识库中。本发明所述的数据处理技术方法具体方案如下：第一步：当实测谱形需要分析时，首先对实测谱形进行规范化，即将实测谱形变换修正为与谱形知识库中各谱形具有一致的“能量-道址”对应关系及测量时间；即要求谱形知识库中的谱形，具有相同的总道址数及“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同。如果是非规范的谱形，则需要通过谱形变换，如“峰漂移修正”及“活时间修正”，换算成为规范谱形后再存入谱形知识库中。其中，“峰漂移修正”及“活时间修正”等多种为了实现谱形变换的技术方法有很多种，已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握；同样的，确定峰位置所在道址的寻峰算法及处理技巧，也已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握。谱形知识库的特征在于：谱形知识库中包含有二类文件，其中一种是包含有对应元素含量信息的谱形文件，另外一种是针对全部谱形文件的索引文件。谱形知识库中的每个谱形文件中，包含有完整的谱形信息以及对应所含有各种元素的具体含量，谱形知识库中的全部包含有完整的谱形信息以及对应元素含量信息的谱形文件，具有相同的总道址数及“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同，具体的文件格式可以为：假如该谱形文件的总道址数为N，则文件共有N+103组数值，前N组数值为谱形的每个道址从对应能量由低到高依次顺序的计数，即谱形的从第1道至第N道的计数值；后103组依次为按照原子序数排列的各元素所对应的含量，若不含有该元素则在对应位置填入“0”，若明确含有该元素但该元素含量未知则在对应位置填入“-1”；针对全部谱形文件的索引文件，则由谱形知识库中的全部谱形文件中的峰位置信息生成，具体方案如下：1）对知识库中谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n；2）每个谱形的总道址数为N，则索引文件包含有N个索引数据；每个索引数据为位数长度是n的二进制数；3）第i个索引数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；其中，1≤m≤n，1≤i≤N。第二步：对变换后的实测谱形进行寻峰处理，即通过寻峰算法，确认变换后的实测谱形中峰的数量以及每个峰对应的道址位置；第三步：对谱形知识库中的各谱形进行相似性寻找，首先进行“峰位置一致”寻找，即从谱形知识库中寻找出具有如下特征的全部谱形文件：该谱形文件中的峰的数量以及每个峰所对应的道址位置，与变换后的实测谱形中峰的数量以及每个峰对应的道址位置完全一致；进行“峰位置一致”寻找的方法的具体内容如下：1）对谱形知识库中的谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n；2）若谱形的总道址数为N道，则建立N个“数据”；每个数据都是位数长度为n的二进制数；3）第i个数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；4）对欲分析的实测谱形进行寻峰处理，确定峰位置所在的具体道址a1、a2、a3、……ak，其中k为实测谱形中峰的总个数；5）将N个数据中，对应实测谱形中峰位置道址的数据不变，即“数据a1”、“数据a2”、“数据a3”、……“数据ak”等保留不变；而其余的数据则每一位皆取反；6）将新生成的N组数据的相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到一个新的二进制数；而该二进制数的哪些位置上的值为“1”，则对应知识库中的相应编号的谱形就是要寻找的结果。其中，确定峰位置所在道址的寻峰算法及处理技巧，已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握。若能够在谱形知识库中寻找到符合“峰位置一致”寻找条件的谱形的数量超过三个，则直接进行第四步；否则系统提示“建议将该谱形增补进知识库”，并继续在谱形知识库中不符合“峰位置一致”寻找条件的谱形中进行“峰位置包容”寻找，即从谱形知识库中寻找出具有如下特征的全部谱形文件：该谱形文件中的峰的数量比变换后的实测谱形中峰的数量要多，并且变换后的实测谱形中峰的道址位置在该谱形文件中均有对应的体现；进行“峰位置包容”寻找的方法的具体内容如下：1）对谱形知识库中的谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n；2）若谱形的总道址数为N道，则建立N个“数据”；每个数据都是位数长度为n的二进制数；3）第i个数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；4）对欲分析的实测谱形进行寻峰处理，确定峰位置所在的具体道址a1、a2、a3、……ak，其中k为实测谱形中峰的总个数；5）将N个数据中，对应实测谱形中峰位置道址的k个数据进行布尔“and”运算，即将“数据a1”、“数据a2”、“数据a3”、……“数据ak”的相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到一个新的二进制数；6）所得到的该二进制数的哪些位置上的值为“1”，则对应知识库中的相应编号的谱形就是要寻找的结果。若能够在谱形知识库中寻找到符合“峰位置一致”寻找条件及符合“峰位置包容”寻找条件的谱形的总数量超过三个，则直接进行第四步；否则继续在谱形知识库中不符合“峰位置一致”寻找条件的谱形中进行“峰位置缺失”寻找，即从谱形知识库中寻找出具有如下特征的全部谱形文件：该谱形文件中的峰的数量比变换后的实测谱形中峰的数量要少，并且该谱形文件中峰的道址位置在变换后的实测谱形中均有对应的体现；进行“峰位置缺失”寻找的方法的具体内容如下：1）对谱形知识库中的谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n；2）若谱形的总道址数为N道，则建立N个“数据”；每个数据都是位数长度为n的二进制数；3）第i个数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；4）对欲分析的实测谱形进行寻峰处理，确定峰位置所在的具体道址a1、a2、a3、……ak，其中k为实测谱形中峰的总个数；5）将N个数据中，将对应实测谱形中峰位置道址的数据的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A，即“数据a1”、“数据a2”、“数据a3”、……“数据ak”的相同位置的值进行布尔“or”运算得到二进制数A；将其余的N-k个数据则每一位皆取反后，相同位置的值进行布尔“and”运算得到二进制数B；6）将新生成的二进制数A与二进制数B的相同位置上的值进行布尔“and”运算，得到一个新的二进制数；而该二进制数的哪些位置上的值为“1”，则对应知识库中的相应编号的谱形就是要寻找的结果。若能够在谱形知识库中寻找到符合“峰位置一致”、“峰位置包容”、“峰位置缺失”寻找条件的谱形的总数量超过三个，则继续进行第四步；否则终止分析；第四步：对查找到的相似谱形进行相似性比对并排序，即将第三步中所最终寻找到的谱形文件分别与变换后的实测谱形进行相似性比对，并按照相似度从大到小的顺序进行排列；该比对排序方法的具体内容如下：将需要与实测谱形进行比较的谱形逐个与实测谱形进行近似度比较运算获得近似度值P，然后根据近似度值P的大小进行排序，近似度值P越大则说明二个谱形的近似度就越高，当二个谱形完全相同时，近似度值P结果为最大值1；具体计算近似度值的公式如下：其中P为谱形A与谱形B的相似度值，n为谱形A与谱形B的总道址数，ai为谱形A中对应道址i的数值，bi为谱形B中对应道址i的数值。第五步：选取与变换后的实测谱形具有相似度最高的三个谱形，通过与变换后的实测谱形一次对每个峰都进行“峰净面积-元素含量线性回归”，分析出实测谱形所对应的物料中各组成元素的含量；即对所选取的三个谱形以及变换后的实测谱形共计四个谱形中的各个峰进行净面积计算，然后依次对相同道址的峰以及该峰所对应的元素进行三个谱形中峰净面积数与各自所对应的元素含量的线性回归，确立该元素的含量与峰净面积数的关系函数，再将变换后的实测谱形对应该道址的峰的净面积数代入关系函数，计算得出变换后的实测谱形所对应的该元素的含量；通过对变换后的实测谱形中的逐个峰进行这样的运算处理，得到变换后的实测谱形所对应的各种元素的含量；假如所选取的三个谱形中有“峰位置缺失”寻找的谱形，存在变换后的实测谱形中某些峰位置无法在所选取的三个谱形中全部有对应的存在，即无法分析，则该峰所对应的元素的含量将不进行分析。有益效果:该方法摈弃了原始的标定方法，采用直接与谱形知识库中众多谱形进行有效比对的方式，获取新测量谱形所对应的被测物料中各组成元素的成分及含量等信息。该方法有效避免了原始标定方法中每次都需要重新对全部已有谱形数据及对应元素含量进行线性回归或非线性回归的弊端，每次直接增补谱形知识库的谱形即可，知识库随测随补，操作简单。并且原始的标定的方法每次仅能得出经过标定处理的元素的含量，而对于未经过标定的元素的含量无法运算。本发明的方法能够通过与谱形知识库中的相近似谱形进行比对来获得所含元素的种类和含量，且谱形知识库可随时增补，增补后的谱形即可参与分析运算，无需每次都重新标定。附图说明图1是本发明的一种适用于中子活化元素分析的能谱知识库比对方法的流程图具体应用方式结合附图详细说明本发明的具体内容。第一步：当实时测量的谱形需要分析时，首先对实测谱形进行规范化，即将实测谱形变换修正为与谱形知识库中各谱形具有一致的“能量-道址”对应关系及测量时间；谱形知识库中包含有二类文件，其中一种是包含有对应元素含量信息的谱形文件，另外一种是针对全部谱形文件的索引文件。谱形知识库中的每个谱形文件中，包含有完整的谱形信息以及对应所含有各种元素的具体含量，谱形知识库中的全部包含有完整的谱形信息以及对应元素含量信息的谱形文件，具有相同的总道址数及“能量-道址”对应关系，而且每个谱形的测量时间都要相同，具体的文件格式可以为：假如该谱形文件的总道址数为N，则文件共有N+103组数值，前N组数值为谱形的每个道址从对应能量由低到高依次顺序的计数，即谱形的从第1道至第N道的计数值；后103组依次为按照原子序数排列的各元素所对应的含量，若不含有该元素则在对应位置填入“0”，若明确含有该元素但该元素含量未知则在对应位置填入“-1”。针对全部谱形文件的索引文件，则由谱形知识库中的全部谱形文件中的峰位置信息生成，具体方案如下：1）对知识库中谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n；2）每个谱形的总道址数为N，则索引文件包含有N个索引数据；每个索引数据为位数长度是n的二进制数；3）第i个索引数据的产生方式为：若第m个谱形的第i道址是峰位，则第i数据的第m位置为“1”，否则为“0”；其中，1≤m≤n，1≤i≤N。其中，“峰漂移修正”及“活时间修正”等多种为了实现谱形变换的技术方法有很多种，已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握；同样的，确定峰位置所在道址的寻峰算法及处理技巧，也已为具有一定经验的专业人士所公知并掌握。第二步：对变换后的实测谱形进行寻峰处理，即通过寻峰算法，确认变换后的实测谱形中峰的数量以及每个峰对应的道址位置；而为公众所知的寻峰算法有很多种，是行业领域内有经验人士所公知的技术；第三步：对谱形知识库中的各谱形进行相似性寻找，首先进行“峰位置一致”寻找，即从谱形知识库中寻找出具有如下特征的全部谱形文件：该谱形文件中的峰的数量以及每个峰所对应的道址位置，与变换后的实测谱形中峰的数量以及每个峰对应的道址位置完全一致；该进行“峰位置一致”寻找的方法的具体内容如下：1）对谱形知识库中谱形进行编号；若有n个谱形，则从1开始，直到最后一个为n；2）若谱形的总道址数为N道，则建立N个“数据”；每个数据都是位数长度为n的二进制数；3）第i个数据的产生方式为：若...