专利名称：线性扫描极谱曲线重叠峰分离方法
线性扫描极谱曲线重叠峰分离方法技术领域]本发明涉及一种线性扫描极谱曲线重叠峰分离方法，特别是离子之间呈高浓度比时的重叠峰分离。
背景技术：
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线性扫描极谱法是金属离子浓度在线检测中应用最广泛的一种测定方法，它分别通过测定极谱波的半波电位和波高实现金属离子浓度的定性和定量分析，当使用该方法同时测定半波电位相近且呈高浓度比的几种金属离子时，由于测试体系不可能完全消除高含量基体的影响，高含量的重金属离子的极谱峰极易掩蔽低含量的重金属离子极谱峰；同时，极谱特性相近的两种重金属组分之间也存在极谱峰重叠的问题，严重影响测定方法的测 量精度和分辨力。而对产生重叠峰的金属离子进行分析时，通常采用实验室离线分析的方法，滞后时间长，无法为生产过程提供实时信息，影响工业生产的优化控制运行。
重叠峰分离方法的研究和应用普遍存在于可以用标准Gauss函数等单一函数描述的色谱或光谱分离中，然而，线性扫描极谱法生成的极谱曲线难以用单一函数进行描述，因此，这些方法无法应用于此类重叠峰的分离，且目前尚无有效方法对线性扫描极谱波重叠峰实现分离。这一难题已成为制约线性扫描极谱法在离子浓度在线检测领域应用的主要障碍之一。发明内容]
针对极谱特性相近的金属离子，其线性扫描极谱曲线容易产生重叠峰，而影响其极谱分析检测的问题，本发明的目的是提供一种新型类Gauss函数，以描述金属离子非对称性的线性扫描极谱曲线，然后，通过基于小波变换的非线性加权最小二乘法对重叠信号曲线进行拟合，最后，将各金属离子的极谱图进行分离重构，进而通过计算可以得到各离子的极谱电流，从而实现线性扫描极谱波重叠信号的分离。所述的类Guass函数构造方法是将标准Gauss函数、反正切函数和线性函数叠加形成，用来精确近似描述线性扫描极谱曲线，利用该函数的参数与峰高、半峰宽以及半波电位等极谱曲线的特征参数之间的对应关系，将计算得到的该函数的参数值用于求解线性扫描极谱曲线的各特征参数值，实现线性扫描极谱曲线的精确定量近似描述。单个线性扫描极谱检测波谱曲线如图I所示，其具有如下特点
a.峰形非对称性；
b.前峰可以近似为标准Gauss曲线；
c.除去标准Gauss曲线的部分有一个迅速上升之后趋于恒定值的过程，可以近似为一个S形曲线，因此可以选用反正切函数进行描述。将两个基本函数叠加之后可以近似描述单个线性扫描极谱检测波谱曲线，如图2所示。单个线性扫描极谱检测波谱曲线可以表示为
权利要求
1.一种线性扫描极谱曲线重叠峰分离方法，其特征在于构造类Guass函数描述金属离子的非对称性线性扫描极谱曲线，通过小波变换精确辨识各组分的峰位置，再应用非线性加权最小二乘法对重叠信号曲线进行拟合，最后将各金属离子的极谱图进行分离重构，进而通过计算得到各离子的极谱电流，实现线性扫描极谱波重叠信号的分离；所述的类Guass函数构造方法是将标准Gauss函数、反正切函数和线性函数叠加形成，用来精确近似描述线性扫描极谱曲线，利用该函数的参数与峰高、半峰宽以及半波电位等极谱曲线的特征参数之间的对应关系，将计算得到的该函数的参数值用于求解线性扫描极谱曲线的各特征参数值，实现线性扫描极谱曲线的精确定量近似描述，单个线性扫描极谱检测波谱曲线可以表示为
2.根据权利要求I所述的线性扫描极谱曲线重叠峰分离方法，其特征在于所述的小波变换，包括如下过程 A.选择最佳的离散细节Dw:根据Nyquist临界采样频率f。可得
3.根据权利要求I所述的线性扫描极谱曲线重叠峰分离方法，其特征在于所述的加权最小二乘法对重叠信号曲线进行拟合中，拟合函数的偏差平方和表示为
全文摘要
一种线性扫描极谱曲线重叠峰分离方法，本发明构造类Guass函数描述金属离子的非对称性线性扫描极谱曲线，通过小波变换精确辨识各组分的峰位置，再应用非线性加权最小二乘法对重叠信号曲线进行拟合，最后将各金属离子的极谱图进行分离重构，进而通过计算得到各离子的极谱电流，实现线性扫描极谱波重叠信号的分离。本发明通过小波变换能够精确的确定各极谱峰的位置，对曲线拟合起到了很好的导向作用，半波电位的相对误差基本维持在1%以下，基于小波变换的新型类Gauss拟合重叠峰分离方法，起到了很好的分离效果。
文档编号G01N27/48GK102749381SQ20121019910
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月16日 优先权日2012年6月16日
发明者曹宇, 朱红求, 李勇刚, 桂卫华, 王国伟, 阳春华 申请人:中南大学