XRF荧光光谱合金分析仪用于合金成分分析和牌号鉴定

X射线荧光光谱合金分析仪EDX9000A是分析检测物质中元素成分含量的*技术。合金牌号鉴定为其主要应用之一。合金牌号鉴定过程主要包含两部分:XRF光谱仪测定合金各元素含量以及根据含量在给定合金牌号库中进行牌号匹配查询。在含量测定过程中，由于光谱仪物理参数以及几何因子等仪器检测参数不可忽略的数值误差的存在，使得依赖确定性的物理数学方法的定量计算方法，比如基本参数(FP)法，需要适应光谱仪器本身的个体差异性带来的测量值误差变化；在牌号匹配过程中，由于合金牌号各元素含量确定性范围边界的设定误差、样本含量计算中对主元素含量采用归一化产生的误差以及牌号鉴定流程整体带来的系统性误差的存在，使得牌号匹配查询方法需要适应给定牌号库的不同以及仪器类型的不同带来的匹配误差。智能计算是一种有别于传统确定性计算方法的全新计算方法学体系，其最大的特点就是根据优化目标对计算参数进行自适应性调整。按照当前流行的观点，它主要包含神经网络、模糊系统和演化计算。

常见X射线荧光光谱分析仪的工作原理有两种:波长色散和能量色散，能量色散型XRF光谱分析仪的研制和使用更为普遍；在光谱检测分析方法中，常见的两类定量方法为经验系数(EC)法和基本参数(FP)法，其中以FP法更具备普适性，所需标准样本较EC法更少，其计算结果对仪器物理特性和检测参数的设定更为敏感。尽管FP法本身为克服物理参数和几何因子等误差影响采取了相对强度和逐步逼近法来校正强度计算，但由于FP法的复杂性导致其计算结果对仪器个体的依赖性很强，因此，对仪器检测参数的进一步适应性校准显得尤为必要。在合金牌号鉴定方面，首先，合金中不同元素含量之间不存在特定的关联性，可以认为具有一定的自由度，这种不同步性导致鉴定所需计算的匹配度的计量存在模糊性。用模糊数学的观点来看，当一个合金样本各元素含量不满足任何一个牌号标准时，它究竟应该被归入哪一个牌号，只存在匹配程度的不同，而无绝对区分依据，这种匹配程度可以用模糊数学的隶属度来描述。其次，合金牌号库的制定有比较多的参照标准，一般每个国家都有自己的国家标准，也有国际标准，但相同类型的合金在各自的标准合金牌号库中的元素含量范围基本一致，但由于还是存在差别，导致对于依赖严格边界判定的牌号匹配查询来说，不足以保证识别上的一致性。同类合金在不同标准牌号库中影响到匹配结果的区别主要在于:a)参考分析元素的选定会有不同，比如不锈钢BS英国标准中的301S21中不含对Mo的含量的判定，而美国标准版本的牌号库中对应的同类不锈钢牌号SS301对Mo的含量规定为O〜0.3，而且对不锈钢的主元素Fe也给定了含量范围，但BS标准中Fe是靠归一化处理去计算；b)同类合金的同一种元素的含量范围会有少量差别，比如不锈钢BS标准中304系列的牌号Ni含量为8〜10或者8.5〜11.5，而美国标准版本的牌号库中对应的SS304牌号的Ni含量为8〜10.5，边界并非严格相同。这些数值差别本身虽然不大，但结合合金元素含量的测量误差或计算误差，对于依赖于严格边界判定的计算确定性距离的匹配方法来说，则是不可忽略的。基于以上两方面讨论可知，基于自适应参数优化调整的模糊匹配查询方法，通过基于标准样本采用遗传算法训练参数的优化调整方式，在解决保持匹配准确度的适应性问题上能够起到良好的改善作用。

下图是XRF荧光光谱合金分析仪EDX9000A黄铜测试结果