XRF熒光光譜合金分析儀用于合金成分分析和牌號鑒定

X射線熒光光譜合金分析儀EDX9000A是分析檢測物質中元素成分含量的*技術。合金牌號鑒定為其主要應用之一。合金牌號鑒定過程主要包含兩部分:XRF光譜儀測定合金各元素含量以及根據含量在給定合金牌號庫中進行牌號匹配查詢。在含量測定過程中，由于光譜儀物理參數以及幾何因子等儀器檢測參數不可忽略的數值誤差的存在，使得依賴確定性的物理數學方法的定量計算方法，比如基本參數(FP)法，需要適應光譜儀器本身的個體差異性帶來的測量值誤差變化；在牌號匹配過程中，由于合金牌號各元素含量確定性范圍邊界的設定誤差、樣本含量計算中對主元素含量采用歸一化產生的誤差以及牌號鑒定流程整體帶來的系統性誤差的存在，使得牌號匹配查詢方法需要適應給定牌號庫的不同以及儀器類型的不同帶來的匹配誤差。智能計算是一種有別于傳統確定性計算方法的全新計算方法學體系，其最大的特點就是根據優化目標對計算參數進行自適應性調整。按照當前流行的觀點，它主要包含神經網絡、模糊系統和演化計算。

常見X射線熒光光譜分析儀的工作原理有兩種:波長色散和能量色散，能量色散型XRF光譜分析儀的研制和使用更為普遍；在光譜檢測分析方法中，常見的兩類定量方法為經驗系數(EC)法和基本參數(FP)法，其中以FP法更具備普適性，所需標準樣本較EC法更少，其計算結果對儀器物理特性和檢測參數的設定更為敏感。盡管FP法本身為克服物理參數和幾何因子等誤差影響采取了相對強度和逐步逼近法來校正強度計算，但由于FP法的復雜性導致其計算結果對儀器個體的依賴性很強，因此，對儀器檢測參數的進一步適應性校準顯得尤為必要。在合金牌號鑒定方面，首先，合金中不同元素含量之間不存在特定的關聯性，可以認為具有一定的自由度，這種不同步性導致鑒定所需計算的匹配度的計量存在模糊性。用模糊數學的觀點來看，當一個合金樣本各元素含量不滿足任何一個牌號標準時，它究竟應該被歸入哪一個牌號，只存在匹配程度的不同，而無絕對區分依據，這種匹配程度可以用模糊數學的隸屬度來描述。其次，合金牌號庫的制定有比較多的參照標準，一般每個國家都有自己的國家標準，也有國際標準，但相同類型的合金在各自的標準合金牌號庫中的元素含量范圍基本一致，但由于還是存在差別，導致對于依賴嚴格邊界判定的牌號匹配查詢來說，不足以保證識別上的一致性。同類合金在不同標準牌號庫中影響到匹配結果的區別主要在于:a)參考分析元素的選定會有不同，比如不銹鋼BS英國標準中的301S21中不含對Mo的含量的判定，而美國標準版本的牌號庫中對應的同類不銹鋼牌號SS301對Mo的含量規定為O?0.3，而且對不銹鋼的主元素Fe也給定了含量范圍，但BS標準中Fe是靠歸一化處理去計算；b)同類合金的同一種元素的含量范圍會有少量差別，比如不銹鋼BS標準中304系列的牌號Ni含量為8?10或者8.5?11.5，而美國標準版本的牌號庫中對應的SS304牌號的Ni含量為8?10.5，邊界并非嚴格相同。這些數值差別本身雖然不大，但結合合金元素含量的測量誤差或計算誤差，對于依賴于嚴格邊界判定的計算確定性距離的匹配方法來說，則是不可忽略的。基于以上兩方面討論可知，基于自適應參數優化調整的模糊匹配查詢方法，通過基于標準樣本采用遺傳算法訓練參數的優化調整方式，在解決保持匹配準確度的適應性問題上能夠起到良好的改善作用。

下圖是XRF熒光光譜合金分析儀EDX9000A黃銅測試結果