一種礦物元素標記的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦物元素標記的方法，包括：首先，在礦物質(zhì)的能譜譜線中，在各元素的代表峰位的位置判斷是否可能存在該元素，以確定礦物質(zhì)中可能存在的元素；之后，將所述可能存在的元素的特征譜線采用非負最小二乘法擬合礦物質(zhì)的能譜譜線，根據(jù)擬合結(jié)果，確定各個可能存在的元素在礦物質(zhì)中的比重；最后，根據(jù)所述各個可能存在的元素在礦物質(zhì)中的比重計算確定其在代表峰位處的顯著程度，并根據(jù)所述顯著程度判斷礦物質(zhì)中是否該元素，完成礦物元素的標記處理。從而可以簡單高效的完成礦物元素的標記處理，因而更符合工藝礦物學自動測試系統(tǒng)的需求。
【專利說明】一種礦物元素標記的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工藝礦物學自動測試技術(shù)，尤其涉及一種礦物元素標記的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在工藝礦物學自動測試系統(tǒng)中，掃描電鏡的入射電子束打在樣品礦物上激發(fā)出的 特征X射線經(jīng)能譜儀接收后形成樣品礦物的能譜譜圖，入射電子束在樣品上打點的示意圖 如圖1所示，其中：
[0003] 二次電子：是被入射電子轟擊出來的樣品核外電子。產(chǎn)生范圍在5-50nm的區(qū)域， 能量較低，約50ev。
[0004] 背散射電子：是被固體樣品中原子反射回來的一部分入射電子。產(chǎn)生范圍在 100nm-lum深度，能量較高，小于和等于入射電子能量E0。
[0005] 特征X射線：是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)之后，在能級躍遷的過程中直接釋放的 具有特征能量和波長的一種電磁波輻射。在試樣的500nm-5um深度能量隨元素種類不同而 不同。
[0006] 能譜儀加在Si (li)上的偏壓將電子-空穴對收集起來，每入射一個X光子，探測 器輸出一個微小的電荷脈沖，其高度正比于入射的X光子能量E。電荷脈沖經(jīng)前置放大器、 主放和模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后以時鐘形式進入多道分析器。多道分析器有一個由許多存儲單元 (稱為信道）組成的內(nèi)存。與X光子能量成正比的時鐘脈沖數(shù)按大小分別進入不同的存儲 單元。每進入一個時鐘脈沖數(shù)，存儲單元記一個光子數(shù)，因此信道地址和X光子能量成正 t匕，而通道的計數(shù)為X光子數(shù)。最終得到以信道（光子能量）為橫坐標，信道計數(shù)（光子強 度）為縱坐標的X射線能量色散譜。如圖2和圖3所示，分別為白云母采樣0. 5s及30s的 能譜譜圖。
[0007] 針對能譜儀獲取的能譜數(shù)據(jù)，在工藝礦物學自動測量系統(tǒng)中使用人工識別能譜數(shù) 據(jù)時，需要了解該譜線中所含元素作為參考，方便人工識別。為了解譜線中所含元素，需要 首先對譜線元素進行標定，目前廣泛采用的譜線元素標定的方法為解譜法。
[0008] 相應(yīng)的解譜法是利用各元素譜線的理論線系及激發(fā)X射線的物理模型計算出譜 線數(shù)據(jù)中包含的元素種類和含量。
[0009] 解譜法主要包括定性分析和定量分析兩個步驟。定性分析確定譜線數(shù)據(jù)中包含的 元素，一般先通過濾波或函數(shù)模型去除噪聲，然后獲取特征峰，進行峰位識別，識別過程中 將已識別的元素的特征峰根據(jù)一定的運算關(guān)系在譜線數(shù)據(jù)中刪除，再識別剩下的譜線數(shù)據(jù) 中包含的元素。定量分析確定譜線數(shù)據(jù)中各元素的含量，一般是先計算各所含包含元素的 近似含量后再進行迭代修正。
[0010] 但是這種包括定性分析和定量分析處理的解譜法在應(yīng)用于能譜儀的過程，具有內(nèi) 部實現(xiàn)算法復(fù)雜的缺點，降低了元素識別和標定的效率。


【發(fā)明內(nèi)容】
toon] 本發(fā)明的目的是提供一種礦物元素標記的方法，可以快速對礦物譜線進行簡單高 效的元素標記處理。
[0012] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0013] 一種礦物元素標記的方法，包括：
[0014] 在礦物質(zhì)的能譜譜線中，在各元素的代表峰位的位置判斷是否可能存在該元素， 以確定礦物質(zhì)中可能存在的元素，以下稱之為保留元素；
[0015] 將所述保留元素的特征譜線采用非負最小二乘法擬合礦物質(zhì)的能譜譜線，根據(jù)擬 合結(jié)果確定各個保留元素在礦物質(zhì)中的比重；
[0016] 根據(jù)所述各個保留元素在礦物質(zhì)中的比重計算確定其在代表峰位處的顯著程度， 并根據(jù)所述顯著程度判斷礦物質(zhì)中是否該元素，完成礦物元素的標記處理。
[0017] 所述判斷是否為保留元素的步驟包括：
[0018] 在礦物質(zhì)的能譜譜線中，若某元素的代表峰位的位置上的光子計數(shù)大于設(shè)定的閾 值，則將該元素作為保留元素。
[0019] 所述的代表峰位是指該元素的光子計數(shù)最大的特征譜峰。
[0020] 所述采用非負最小二乘法擬合礦物質(zhì)的能譜譜線的步驟包括：
[0021] 采用下式進行非負最小二乘法擬合處理：
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種礦物元素標記的方法，其特征在于，包括： 在礦物質(zhì)的能譜譜線中，在各元素的代表峰位的位置判斷是否可能存在該元素，以確 定礦物質(zhì)中的保留元素； 將所述保留元素的特征譜線采用非負最小二乘法擬合礦物質(zhì)的能譜譜線，根據(jù)擬合結(jié) 果確定各個保留元素在礦物質(zhì)中的比重； 根據(jù)所述各個保留元素在礦物質(zhì)中的比重計算確定其在代表峰位處的顯著程度，并根 據(jù)所述顯著程度判斷礦物質(zhì)中是否該元素，完成礦物元素的標記處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述判斷是否可能存在該元素的步驟包 括： 在礦物質(zhì)的能譜譜線中，若某元素的代表峰位的位置上的光子計數(shù)大于設(shè)定的閾值， 則將該元素作為保留元素。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的代表峰位是指該元素的光子計數(shù) 最大的特征譜峰。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述采用非負最小二乘法擬合礦物 質(zhì)的能譜譜線的步驟包括： 采用下式進行非負最小二乘法擬合處理： min jAx - F||~ s.I. x > 0 ? 其中，A為保留元素的能譜數(shù)據(jù)組成的矩陣，Y為樣本礦物譜線數(shù)據(jù)，x為各保留元素比 例系數(shù)組成的列向量，且X中所有成員均約束為非負。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述各個保留元素在礦物質(zhì)中的比 重計算確定其在代表峰位處的顯著程度，并根據(jù)所述顯著程度判斷礦物質(zhì)中是否該元素的 步驟包括： 計算所述顯著程度的公式如下： P = WD/De ； 其中，W為元素在礦物質(zhì)中的比重，De為元素的代表峰位的譜峰峰高，D為元素代表譜 峰在非負最小二乘擬合曲線對應(yīng)位置的峰高； 計算出所述顯著程度后，若某元素的代表譜峰的顯著程度小于給定閾值，則排除該元 素。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述計算確定其在代表峰位處的顯著程 度的步驟包括： 計算所有在礦物質(zhì)中所有保留元素的顯著程度； 或者， 計算在礦物質(zhì)中的比重大于〇但小于預(yù)定值的保留元素的顯著程度。
【文檔編號】G01N23/22GK104280414SQ201410575702
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】周俊武, 王竹萌, 徐寧, 趙建軍, 賈木欣, 李鵬程, 應(yīng)平 申請人:北京礦冶研究總院