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单变量分析方法与多变量分析方法结合激光诱导击穿光谱分析翡翠化学成分的对比
  • ISSN号:1000-3428
  • 期刊名称:《计算机工程》
  • 时间:0
  • 分类:TS93[轻工技术与工程]
  • 作者机构:中国地质大学珠宝学院,湖北武汉430074
  • 相关基金:中国地质大学(武汉)珠宝检测技术创新中心开放基金(CIGTXM-S201411),文章编号CIGTWZ-2016002
中文摘要:

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种原子光谱技术,可以同时快速分析多基质成分样品的化学元素组成,包括气体、液体和固体。然而,由于激光消融的不稳定性、基体效应以及自吸收等原因,LIBS的定量测量分析的能力一直没有得到公认。LIBS结合单变量分析方法与多变量分析方法可以快速分析多基质成分样品的化学元素含量,为了探究哪一种分析方法更适合LIBS定量测量分析翡翠,分别采用单变量和多变量的偏最小二乘法(PLS)分析翡翠样品的LIBS光谱数据并建立模型预测Ca和Al的含量。采用单变量建立模型时,对于Ca元素,校正模型与预测模型的相关系数分别为0.93和0.92,校正模型与预测模型的标准均方根误差分别为1.14和1.43;对于Al元素,校正模型与预测模型的相关系数分别为0.63和0.58,校正模型与预测模型的标准均方根误差分别为3.04和3.59。在建立多变量的偏最小二乘法模型时,使用波长197.33-762.8nm范围的峰值强度与质量分数之间的拟合,对于Ca元素,校正模型与预测模型的相关系数分别为0.97和0.95,校正模型与预测模型的相标准均方根误差分别为0.81和1.08;对于Al元素,校正模型与预测模型的相关系数分别为0.92和0.89,校正模型与预测模型的标准均方根误差分别为1.36和1.79。结果显示偏最小二乘法能够提高LIBS对缅甸翡翠的定量测量分析。

英文摘要:

Laser induced breakdown spectroscopy(LIBS)is an atom analysis technique which can be used for studying the element composition of multitudinous specimen matrices,including gas,liquid or solid.LIBS has demonstrated significant potential for the gemstone identification,with the capabilities of simultaneous multiple elements detection and rapid analysis.However,for the unstable ablation,matrix effect and self-absorption,there has been long controversy about its quantitative analytical capability.Univariate and multivariate analysis are the main means for LIBS to analyze and test element composition of multitudinousspecimen matrices.Multivariate analytical techniques have great potential for analyzing the complicated LIBS spectra.In this paper,univariate and multivariate statistical analysis techniques were coupled with LIBS to identify different types of jadeite samples with various elemental composition concentrations.The authors employed the univariate and the partial least square(PLS)techniques to analyze the LIBS spectra of jadeite samples and built calibration models predicting Ca and Al concentrations.The results indicated that PLS could significantly improve the analytical results in comparison with the univariate technique.The normalized root mean square error(RMSE)and R2 of the univariate models were 1.14 and 0.93 in calibration and 1.43 and 0.92 in prediction for Ca,while 3.04 and 0.63 in calibration and 3.59 and 0.58 in prediction for Al.For the PLS models using the spectral range 197.33 to 762.8nm,the RMSEand R2 are 0.81 and 0.97 for Ca,1.08 and 0.95 for Al in calibration respectively,as well as 1.36 and 0.92 for Ca and 1.79 and 0.89 for Al in prediction respectively.The results showed that PLS could enhance the quantitative analytical capability of LIBS for jadeite analysis.

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期刊信息
  • 《计算机工程》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华东计算技术研究所 上海市计算机学会
  • 主编:游小明
  • 地址:上海市桂林路418号
  • 邮编:200233
  • 邮箱:ecice06@ecict.com.cn
  • 电话:021-64846769
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3428
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1289/TP
  • 邮发代号:4-310
  • 获奖情况:
  • 1999~2000、2001~2002年度信息产业部优秀期刊奖,2003-2004、2005-2006年度信息产业部电子精品科技...,2007-2008、2009-2010年度工业和信息产业部电子精...,012年度中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2013年度中国科技论文在线优秀期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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