rbf校正-icp-aes法測(cè)定合金鋼中微量鋁的研究

1、RBF校正ICPAES法測(cè)定合金鋼中微量鋁的研究朱亮，王明生，萬益娟（寶鋼股份不銹鋼分公司檢化驗(yàn)中心，上海200431）摘要在不進(jìn)行化學(xué)分離和干擾元素匹配的條件下，用ICPAES法測(cè)定合金鋼中的微量鋁，測(cè)試結(jié)果采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正，從而提高了分析準(zhǔn)確度，獲得了滿意的分析結(jié)果。關(guān)鍵詞徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，ICPAES，合金鋼，鋁STUDYONDETERMINATINGTRACEALUMINIUMWITHRBFICPAESZHULiang，

2、WANGMingsheng，WANYijuan（Thecenteroftesting，TheStainlessSteelBranchBaoshanIron&SteelCo.Ltd.Shanghai200431，china）Abstract：TracealuminiuminalloysteelisdeterminatedbyICPAESwithoutchemistringseparationthematchingofdisturbance

3、elementthedeterminationresultsareproofreadedwithRBFNeuralwk.Thistechniqueenhancesaccuracyofmeasurementtheresultsaresatisfacty.Keywd：RBFNeuralwkICPAESalloysteelaluminium0前言鋁是鋼的良好的脫氧劑、去氣劑和致密劑之一。近些年來，隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，鋼鐵中鋁含量的測(cè)定越來越重

4、要，準(zhǔn)確測(cè)定鋼中鋁含量，對(duì)控制材料質(zhì)量，提高材料性能，降低生產(chǎn)成本具有重要意義。目前國內(nèi)外在鋼鐵中微量鋁的測(cè)定中常用的方法主要有鉻天青S光度法、銅鐵試劑分離鉻天青S光度法和ICPAES法等，其中濕法分析的檢測(cè)下限為0.01%，對(duì)于鋼中，尤其是合金鋼中小于0.01%的微量鋁，尚無好的測(cè)試方法。近年來隨著ICPAES光譜儀的迅速普及，ICPAES法正成為測(cè)定鋁最常用的方法，但對(duì)于合金鋼中的微量鋁，由于存在著釩、鈦、鉻、鎳等元素的譜線干擾，需

5、要采用分離或干擾元素匹配的方式，因而普遍存在著操作復(fù)雜、耗時(shí)、方法難以掌握等缺陷，不適合對(duì)合金鋼樣品的批量測(cè)試。對(duì)此可以采用化學(xué)計(jì)量法來校正干擾，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是徑向基函數(shù)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（簡稱徑向基網(wǎng)絡(luò)），由于具有較高的運(yùn)算速度，特別是它的較強(qiáng)的非線性映射能力，能以任意精度全局逼近一個(gè)非線性函數(shù)，因此較適合用來校正測(cè)試結(jié)果，我們對(duì)此進(jìn)行了一些初步探索。函數(shù)中心等參數(shù)及初始權(quán)值后，再用有監(jiān)督學(xué)習(xí)算法調(diào)整隱層到輸出層的權(quán)重。1.3輸

6、入變量的選擇雖然RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不要求輸入變量之間彼此獨(dú)立，但因?yàn)檩斎胱兞康亩嗌儆绊懢W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和精度，所以需要選擇合適的輸入變量。如果輸入結(jié)點(diǎn)數(shù)減少，網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)結(jié)點(diǎn)數(shù)就減少，那么訓(xùn)練集所要求的樣本數(shù)也減少；相反，如果輸入變量多，模型對(duì)訓(xùn)練樣本能很好地近似輸入輸出關(guān)系，但對(duì)于測(cè)試樣本，預(yù)測(cè)誤差則增大。這是因?yàn)檩斎胱兞吭龆啵咕W(wǎng)絡(luò)連同訓(xùn)練樣本的噪聲也學(xué)習(xí)進(jìn)去，使得網(wǎng)絡(luò)趨向于記憶每一個(gè)訓(xùn)練樣本，從而導(dǎo)致預(yù)測(cè)能力降低，這也是過度擬合的原因之

7、一。這種情況下，測(cè)試樣本的分類結(jié)果和訓(xùn)練樣本的分類結(jié)果相比，正確性大大降低。從理論上說，ICP在測(cè)試中Mo、Nb、Ni、V、Cr、Fe、Zr、La、Ce、Ca、Be等元素對(duì)不同譜線有不同程度的干擾。因Zr、La、Ce、Ca、Be等元素在鋼鐵中含量一般很低，可忽略?，F(xiàn)按表1配置標(biāo)準(zhǔn)溶液，在308.125nm、309.271nm、394.401nm、396.152nm四個(gè)波長范圍進(jìn)行掃描，證明在394.401nm波長譜線上，干擾元素較少，主

8、要干擾元素為Cr、Ni、Nb、Ti、Fe，再加上Al元素，以此六個(gè)元素作為輸入變量。表1譜線掃描的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度元素濃度元素濃度Cr200μgmlNb10μgmlNi200μgmlTi10μgmlMo50μgmlV10μgmlAl2μgmlSi20μgmlMn20μgmlFe1mgml1.4訓(xùn)練集的選取RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在使用前必須對(duì)它進(jìn)行訓(xùn)練(即學(xué)習(xí))。訓(xùn)練就是利用一種學(xué)習(xí)方法對(duì)權(quán)值按照有序的方式進(jìn)行修改的過程，根據(jù)從測(cè)試得到的一些訓(xùn)練數(shù)據(jù)