多元线性回归提高激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱技术的准确度

摘要：

冶金、核工业、污染检测和环境监测等领域对元素分析的需求是必不可少.激光诱导击穿光谱技术作为一种新型的原子光谱分析技术,具有实时快速、对样品几乎无损、可多元素同时分析等特点,因此一直受到广泛的关注.但其分析灵敏度较差的缺点一直限制着该技术的发展.激光诱导荧光辅助激光诱导激光光谱技术能够通过激光共振激发提高分析灵敏度并高效检测样本元素种类,通过光谱仪收集光谱信息并建立模型可对未知样本进行浓度预测.但当基体原子与目标原子的特征谱线十分接近时,基体谱线会受到影响,此时一元定标准确度下降.通过一元线性拟合和多元线性拟合两种方式对钢铁中的Ni和Cr元素分别建立线性模型.首先,选取样品光谱中的峰值谱线,核实其是否为待测元素或基体元素所对应的特征谱线,选定合适的特征谱线后,将多个谱线的光谱强度以及对应该样品的待测元素浓度作多元线性拟合模型,将各个谱线所对应的拟合系数由高到低进行排序,并以多元线性拟合模型中各个特征谱线对应的光谱强度对浓度预测的贡献度为标准不断减少拟合维度,使Ni和Cr拟合模型的决定系数分别由0.9601提高至0.9929和0.9920提高至0.9987,Ni和Cr元素含量的回归模型平均相对误差分别由38％ 降低至10％ 左右和55％ 降低至25％ 以内,Ni和Cr元素的线性回归模型的交叉验证均方根误差随着维度的增加分别由3.4％ 降低至2％ 左右和2.5％ 降低至1.5％ 左右.选取多个谱线建立多元线性回归模型的方法较为有效的降低了激发干扰的影响,以较小的工作量提高了对待测样品的待测元素浓度预测的准确度,为推进激光诱导荧光辅助激光诱导激光光谱技术在元素分析的实际应用提出了一种可行的方案.

关键词：激光诱导激光光谱;激光诱导荧光;多元线性回归

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分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;广东省重点领域研发计划项目;广东省基础与应用基础研究基金项目;广东省基础与应用基础研究基金项目;广州市科技计划项目;广东大学生科技创新培育专项资金攀登计划专项资金项目

在线出版日期：2022-03-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：795-801