Qualitative elemental analysis using a cross-correlation function

Abstract

1Институт автоматики и электрометрии СО РАН 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, д. 1 2 ООО «ВМК-Оптоэлектроника» 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, д. 1 3 Новосибирский государственный технический университет 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 labusov@vmk.ru Поступила в редакцию 12 ноября 2012 г.Показана эффективность применения метода кросс-корреляционного качественного анализа для автоматического определения наличия элементов в пробе по её атомно-эмис-сионному спектру. Метод основан на вычислении для каждого элемента Периодической таблицы функции кросс-корреляции зарегистрированного спектра и набора спектральных линий элемента из базы данных программы «Атом», предварительно преобразованных к специальному виду. Наличие элемента в пробе определяется по соотношению амплитуды корреляционного пика к шуму. Метод реализован в программе «Атом» и позволяет менее чем за секунду определить перечень элементов, присутствующих в пробе.Ключевые слова: функция кросс-корреляции, качественный анализ, атомно-эмисси-онные спектры, многоэлементные твердотельные детекторы. Панкратов степан владимирович -аспирант института автоматики и электро-метрии сО ран.Область научных интересов: программное обеспечение, спектральное приборо-строение. автор 4 научных публикаций.лабусов владимир александрович -доктор технических наук, заведующий ла-бораторией «Оптические информационные системы» института автоматики и элек-трометрии сО ран, заведующий кафедрой «Оптические информационные техноло-гии» нГтУ.Область научных интересов: оптоэлектроника, спектроскопия, спектральное приборостроение. автор более 100 научных публикаций.неклюдов Олег александрович -ведущий инженер-программист ООО «вмк-Оптоэлектроника».Область научных интересов: программное обеспечение, спектральное приборо-строение. автор 7 научных публикаций. введениеКачественный элементный атомно-эмисси-онный спектральный анализ обычно выполняют с помощью сопоставления спектральных линий, обнаруженных в зарегистрированном спектре (далее в тексте -в спектре) вещества, с заранее известными линиями элементов из таблиц спек-тральных линий [1] или баз данных, например, базы данных спектральных линий программы «Атом» [2]. Идентификация линий является трудоемкой задачей, и здесь важную помощь оказывают спе-циальные программные инструменты. Например, в программе «Атом» такой инструмент основан на подсчете количества совпадающих линий из спектра вещества и из базы данных. В большинстве случаев этот способ позволяет найти присутству-ющие элементы, однако значимое количество случайных совпадений приводит к завышению количества найденных элементов, что требует ручной проверки каждого результата качественного элементного анализа.При разработке процедуры автоматического профилирования спектрометров [3] для определения качества профилирования хорошо зарекомендовала себя функция кросс-корреляции линий элемента из базы данных и линий зарегистрированного спектра