本发明涉及光学手段分析材料，具体涉及基于光谱仪的钛合金成分测定方法及系统。
背景技术：
1、钛合金作为一种高性能材料，广泛应用于航空航天、船舶制造、化工等领域。为了保证钛合金的质量和性能，对钛合金的成分进行精确测定至关重要。光谱分析技术以其快速、无损的特点成为钛合金成分测定的优选方法。
2、然而，钛合金中存在的多种元素及其复杂的相互作用，在使用光谱检测钛合金成分时，钛合金光谱图中不同元素之间吸收率的叠加，以及因光谱干扰、误差等因素导致的非吸收峰的偏差叠加的问题，导致利用钛合金光谱图对钛合金中所含各种元素的成分测定结果不准确。
技术实现思路
1、本发明提供基于光谱仪的钛合金成分测定方法及系统，以解决现有的问题。
2、本发明的基于光谱仪的钛合金成分测定方法及系统采用如下技术方案：
3、本发明提出了基于光谱仪的钛合金成分测定方法，该方法包括以下步骤：
4、获取待测钛合金样品的表征吸收向量和每种元素的标准溶液与每种浓度的参考溶液的表征吸收向量；
5、根据待测钛合金样品的表征吸收向量构建钛合金实际浓度矩阵；根据所有元素的所有浓度的参考溶液的表征吸收向量构建元素矩阵；根据元素矩阵和实际浓度矩阵构建初始回归模型；
6、根据所有种元素的标准溶液与所有种浓度的参考溶液的表征吸收向量的线性相关情况，得到相对吸光矩阵；根据相对吸光矩阵对初始回归模型进行修正，得到修正回归模型；
7、根据每种元素的标准溶液的表征吸收向量中维度值的差异情况，得到每种元素的标准溶液的表征吸收向量中每个维度值的综合非吸收峰评价；根据所有元素的标准溶液的表征吸收向量中所有维度值的综合非吸收峰评价，得到抑制矩阵；根据抑制矩阵对修正回归模型进行调整，得到调整回归模型；
8、根据调整回归模型，结合钛合金实际浓度矩阵、元素矩阵和抑制矩阵，得到待测钛合金样品的表征吸收向量中每个维度的拟合误差系数；根据待测钛合金样品的表征吸收向量中所有维度的拟合误差系数筛选待修正值，对待修正值进行修正，得到钛合金修正光谱图，并对钛合金成分进行测定。
9、进一步地，所述初始回归模型的构建方式如下：
10、
11、式中，为钛合金实际浓度矩阵；为元素矩阵；为待拟合相对浓度矩阵；为第一待拟合误差系数矩阵。
12、进一步地，所述根据所有种元素的标准溶液与所有种浓度的参考溶液的表征吸收向量的线性相关情况，得到相对吸光矩阵，包括的具体步骤如下：
13、对任意一种元素的任意一种浓度的参考溶液和标准溶液的表征吸收向量的维度值进行拟合得到拟合直线，拟合直线的斜率记为该浓度的参考溶液的拟合相对吸收率；所述拟合直线的横轴为该元素的标准溶液的表征吸收向量的维度值，纵轴为该元素的任意一种浓度的参考溶液的表征吸收向量的维度值；
14、构建浓度吸收率函数，浓度吸收率函数的具体构建方式为：
15、
16、式中，为第种元素的第种浓度的参考溶液的相对吸收率；为第种元素的第种浓度的参考溶液的浓度值；为待测浓度修正系数；为以自然常数为底的指数函数；为预设正数；
17、将任意一种元素的任意一种浓度的参考溶液的浓度值作为浓度吸收率函数中的，将该浓度的参考溶液的拟合相对吸收率作为浓度吸收率函数中的，得到该种元素的该种浓度的参考溶液的待测浓度修正系数，将该种元素的所有种浓度的参考溶液的待测浓度修正系数的均值，记作该种元素的正常浓度修正系数；
18、将所有种元素的浓度吸收率函数纵向排列构成的矩阵，记为相对吸光矩阵。
19、进一步地，所述修正回归模型的具体计算公式如下：
20、
21、式中，为钛合金实际浓度矩阵；为元素矩阵；为相对吸光矩阵；为第二待拟合误差系数矩阵。
22、进一步地，所述根据每种元素的标准溶液的表征吸收向量中维度值的差异情况，得到每种元素的标准溶液的表征吸收向量中每个维度值的综合非吸收峰评价，包括的具体步骤如下：
23、将任意一种元素的标准溶液的表征吸收向量中任意一个维度的维度值记为目标维度值，计算目标维度值与该表征吸收向量中所有维度的维度值的最大值的比值，将该比值的反比归一化结果记为目标维度值的非吸收峰评价；将所有元素的标准溶液的表征吸收向量中在目标维度值所在维度的维度值的非吸收峰评价的最小值，记为目标维度值的综合非吸收峰评价。
24、进一步地，所述根据所有元素的标准溶液的表征吸收向量中所有维度值的综合非吸收峰评价，得到抑制矩阵，包括的具体步骤如下：
25、对于任意一个综合非吸收峰评价大于或等于预设评价阈值的维度值，将1与该维度值的综合非吸收峰评价的差值，记为该维度值的抑制指数；对于任意一个综合非吸收峰评价小于预设评价阈值的维度值，将1作为该维度值的抑制指数；将任意一种元素的标准溶液的表征吸收向量中所有维度的维度值的抑制指数构成的向量，记为该元素的抑制向量；分别将每个元素的抑制向量依次作为矩阵中的一列，将构建得到的矩阵记为抑制矩阵。
26、进一步地，所述调整回归模型的具体计算公式如下：
27、
28、式中，为钛合金实际浓度矩阵；为元素矩阵；为相对吸光矩阵；为抑制矩阵的转置矩阵；为第三待拟合误差系数矩阵。
29、进一步地，所述根据调整回归模型，结合钛合金实际浓度矩阵、元素矩阵和抑制矩阵，得到待测钛合金样品的表征吸收向量中每个维度的拟合误差系数，包括的具体步骤如下：
30、对调整回归模型中的相对吸光矩阵进行拟合，得到相对吸光拟合矩阵；将相对吸光拟合矩阵代入调整回归模型，得到第三待拟合误差系数矩阵；第三待拟合误差系数矩阵中的每一个值为在待测钛合金样品的表征吸收向量中对应维度的拟合误差系数。
31、进一步地，所述根据待测钛合金样品的表征吸收向量中所有维度的拟合误差系数筛选待修正值，对待修正值进行修正，得到钛合金修正光谱图，包括的具体步骤如下：
32、将任意一个维度的拟合误差系数的绝对值进行标准化和归一化处理的结果，记为维度的修正必要性；
33、将待测钛合金样品的表征吸收向量中修正必要性大于预设修正阈值的维度值记为待修正值；对于任意一个待修正值，将该待修正值的拟合误差系数的绝对值的反比归一化结果与该待修正值的乘积，记为该待修正值的修正结果；在待测钛合金样品的表征吸收向量中，将每个待修正值利用对应修正结果进行替换，得到待测钛合金样品的表征吸收修正向量；根据待测钛合金样品的表征吸收修正向量，得到钛合金修正光谱图。
34、本发明还提出了基于光谱仪的钛合金成分测定系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现前述的基于光谱仪的钛合金成分测定方法的步骤。
35、本发明的技术方案的有益效果是：本发明通过元素矩阵和实际浓度矩阵构建初始回归模型，初步描述了各种元素的标准溶液与待测溶液在各个波长的吸光率的变化关系；由于各种元素的吸收率一般与浓度呈现非线性关系，所以本发明通过获取相对吸光矩阵，反映浓度和吸收率的变化关系，利用相对吸光矩阵对初始回归模型进行修正，得到修正回归模型；针对光谱干扰或其他干扰因素导致的非吸收峰的吸收率偏差问题，本发明通过构建抑制矩阵，得到调整回归模型，对非吸收峰的吸收率偏差进行抑制，使得构建的回归模型更加准确；针对钛合金光谱图中不同元素之间吸收率的叠加以及因光谱干扰、误差等因素导致的非吸收峰的偏差叠加的问题，本发明根据调整回归模型获取拟合误差系数，对表征吸收向量中的待修正值进行修正，得到钛合金修正光谱图。至此，本发明通过钛合金修正光谱图得到钛合金的成分测定结果，使得钛合金的成分测定结果更加准确。
1.基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述初始回归模型的构建方式如下：
3.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述根据所有种元素的标准溶液与所有种浓度的参考溶液的表征吸收向量的线性相关情况，得到相对吸光矩阵，包括的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述修正回归模型的具体计算公式如下：
5.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述根据每种元素的标准溶液的表征吸收向量中维度值的差异情况，得到每种元素的标准溶液的表征吸收向量中每个维度值的综合非吸收峰评价，包括的具体步骤如下：
6.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述根据所有元素的标准溶液的表征吸收向量中所有维度值的综合非吸收峰评价，得到抑制矩阵，包括的具体步骤如下：
7.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述调整回归模型的具体计算公式如下：
8.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述根据调整回归模型，结合钛合金实际浓度矩阵、元素矩阵和抑制矩阵，得到待测钛合金样品的表征吸收向量中每个维度的拟合误差系数，包括的具体步骤如下：
9.根据权利要求1所述基于光谱仪的钛合金成分测定方法，其特征在于，所述根据待测钛合金样品的表征吸收向量中所有维度的拟合误差系数筛选待修正值，对待修正值进行修正，得到钛合金修正光谱图，包括的具体步骤如下：
10.基于光谱仪的钛合金成分测定系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的基于光谱仪的钛合金成分测定方法的步骤。
