全息基本参数法-北京安科慧生科技有限公司手机版

详细介绍

• 基本参数法

基本参数法（FP: Fundamental Parameters）是X射线荧光领域的一项重要算法，是近些年XRF厂商和相关研究单位关注的重点。
Criss和Birks于1968年首先提出用基本参数校正元素间吸收增强效应。随后几十年，基本参数库逐步完善，相关理论计算公式逐步被证明和应用，通常基本参数法计算的范围有：
1) X射线管出射谱（或测量得到）；
2) X射线光与物质相互作用，即产生元素荧光射线的过程；
3) 迭代求解算法对计算谱和探测器采集谱进行拟合，得到元素含量；

基本参数法是对X射线的产生、入射、X射线与物质相互作用、探测器的采集谱，根据已经掌握的数据库和物理理论进行计算，将计算谱与实测谱进行对比，通过迭代过程不断逼近真实含量，以迭代的收敛的结果，作为定量结果。因此基本参数法大大降低了对标准样品的依赖，目标是对X射线荧光光谱进行无标定量分析。

显然，基本参数法充分计算了基体吸收效应、元素间吸收-增强效应等，解决了X射线荧光光谱分析对大量标准物质的依赖，提高元素定量精度，拓宽了样品适应性。虽然目标很清晰，但不同厂家的基本参数法水平存在较大差异，发展到现阶段，达到基本参数法无标定量水平依旧凤毛麟角。究其原因，其计算精度与其完整性（即除基本参数库之外的理论数学模型）和软件能力等相关。
• 全息基本参数法
   基本参数法是对一束X射线光激发样品，产生元素荧光射线过程中的质量吸收系数、跃迁比、谱线分数、荧光截面、荧光产额等计算是基本参数库的内涵，软件采用了基本参数库就可称为基本参数法，显然仅仅采用了理论基本参数库是远远不够的，X射线荧光过程中，仍有许多物理学现象或谱处理尚没有现成的数据库或理论公式。比如：探测器的某些效应、背景的扣除等等，尚有很大研究空间，这也是各XRF厂商基本参数法性能差异之所在。

       全息基本参数法（Holospec FP^®）是安科慧生研发人员历时十几年，在借助已有成熟的基本参数库以及发表的理论公式基础上，经过对XRF大量物理学实验，进一步开发了一系列数学模型（Advanced MM）。结合研发人员对软件开发技术的精通，2019年颁布的全息基本参数法，也是先商品化应用的基本参数法。

安科慧生研发人员在如下方面注入精力，Holospec FP 2.0 具备如下特点和优势：
1）完整性

通过对已经掌握的基本参数库和理论公式，以及研发的一系列数学模型（Advanced MM），全息基本参数法完成X射线荧光整个物理过程的数子化描述，其完整性涵盖了XRF整个物理学过程，是算法理论的根基。其完整性至少包括：

① 计算光管原级射线谱
② 计算入射样品X射线谱
③ 计算样品出射X射线谱
④ 计算探测器响应谱
⑤ 谱图的背景扣除算法与拟合算法

2）全谱拟合

Holospec FP 2.0 主要特征进行XRF所有采集的谱进行非线性最小二乘法拟合，而非一般FP采用的对若干选定的谱线进行拟合。全谱拟合极大提升计算精度和样品类型适应性，实现样品中主量元素和微量元素同步计算和定量分析。

3）通用性

全息基本参数法具备完整性的同时，也具备了通用性，其实现了各种XRF硬件条件下的理论计算，软件实现了对硬件的配置和适应。

4）快速

计算机与软件技术的发展是全息基本参数法实现的基础，全息基本参数法运算量庞大，计算时间远大于探测器采集时间。全息基本参数法采用程序设计技巧和CPU多核并行运算，部分运算由GPU单元完成，几乎在探测器采集完成时计算同步完成。

5）可视化与支持开发

Holospec FP 2.0 功能包括正向计算和反向迭代，正向计算是在特定XRF系统内对已知样品直接计算得到计算谱，此XRF系统探测器采集谱可以同步显示，通过对已知样品对比计算谱与探测器采集谱的一致性，可以评判Holospec FP 2.0 的计算准确性。

       反向迭代是对未知样品计算定量的过程。其步骤是：

① 经过解谱算法得到各元素的特征X射线的强度。根据强度之间的关系，设定各元素含量的初始值，计算得到X射线荧光能谱。

② 根据计算的谱得到各元素的特征X射线的计算强度，根据计算强度与实测强度的差别，计算含量调整量，得到各元素含量的新值，再计算得到新的X射线能谱。

③ 不断重复步骤2，经过若干次迭代，计算谱与实测谱基本重合，迭代结束，得到元素定量结果。

Holospec FP 2.0 整个计算过程可见，并且算法软件支持客户根据样品类型设定元素（或化合物）种类等一系列参数，支持对各类样品的应用快速开发。

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