DE102014012745B4

DE102014012745B4 - Hintergrundkorrektur in Emissionsspektren

Info

Publication number: DE102014012745B4
Application number: DE102014012745.1A
Authority: DE
Inventors: Stephen Hartwell; c/o Thermo Electron Manufa Bailey Nigel Cooper
Original assignee: Thermo Electron Manufacturing Ltd
Current assignee: Thermo Electron Manufacturing Ltd
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2034-08-28
Also published as: GB2517706A; CN104422684B; DE102014012745A1; GB2517706B; CN104422684A; US20150062577A1; US9677934B2; GB201315284D0

Abstract

Verfahren zum Ableiten eines hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, umfassend die Schritte: Identifizieren von zwei oder mehr Hintergrundkorrekturpunkten aus dem Bereich des gemessenen Emissionsspektrums; Ableiten einer Hintergrundkorrekturfunktion, die an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird, und Anwenden der Hintergrundkorrekturfunktion an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, um so einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen; bei welchem der Bereich des gemessenen Emissionsspektrums gemessene Datenpunkte umfasst, die aus einer Reihe von n Intensitätswerten In bestehen, bei diskreten Wellenlängen oder Werten, die der Wellenlänge λn entsprechen, wobei sich die Reihe von einem ersten gemessenen Datenpunkt zu einem letzten gemessenen Datenpunkt erstreckt, und die Hintergrundkorrekturpunkte aus den gemessenen Datenpunkten durch die folgenden Schritte identifiziert werden: (1) Identifizieren eines ersten Hintergrundkorrekturpunkts als den ersten gemessenen Datenpunkt; (2) Berechnen der Gradienten Gm von Geraden zwischen dem soeben identifizierten Hintergrundkorrekturpunkt und jedem nachfolgenden gemessenen Datenpunkt in der Reihe; (3) Identifizieren eines nächsten Hintergrundkorrekturpunkts als den gemessenen Datenpunkt, der auf der Geraden liegt, die den minimalsten Gradienten aller berechneten Gradienten Gm aufweist; (4) falls der soeben identifizierte Hintergrundkorrekturpunkt nicht an dem letzten gemessenen Datenpunkt liegt, Wiederholen der Prozedur ab Schritt (2), bis dies der Fall ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der optischen Emissionsspektroskopie und insbesondere auf die Spektraldatenverarbeitung, um hintergrundkorrigierte Bereiche von Spektralemissionsdaten vorzusehen. Sie kann beispielsweise bei der induktiv gekoppelten Plasma- oder optischen Mikrowellenemissionsspektrometrie angewendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Die induktiv gekoppelte Plasma- und mikrowelleninduzierte optische Plasmaemissionsspektroskopie (ICP-OES bzw. MIP-OES) sind Analysetechniken zur Bestimmung der Konzentration von Elementen in einer Probe. Eine Probenlösung wird in eine Plasmaquelle injiziert, deren Temperatur die Probe verdampft, jegliche chemischen Bindungen zerstört, Atome ionisiert und die elektronische Erregung der Atome und Ionen bewirkt. Ein Plasmaspektrum besteht aus einem Kontinuum-Hintergrund und diskreten Spektrallinien bei Wellenlängen, die für ein beliebiges in der Probe enthaltenes Element charakteristisch sind. Die Intensität einer beliebigen gegebenen Spektrallinie ist proportional zur Konzentration des Elements in der Probe, und die quantitative Beurteilung der Elementkonzentration basiert dann auf einer Messung der Intensität von Licht bei einer Wellenlänge, die für das Element charakteristisch ist.
Ein Problem, das bei dieser und anderen Analysetechniken besteht, die Emissionsspektren involvieren, ist, dass ein Kontinuum-Hintergrund die Form der Spektrallinien verzerren kann, was eine genaue Beurteilung der Elementkonzentration schwierig macht. Typische herkömmliche Techniken zum Vorsehen einer bestimmten Form der Hintergrundkorrektur werden in ”ICP in Analytical Atomic Spectrometry”, Montaser & Golightly, VCH, 1987, Section 6.6, und in ”Median Filtering for Removal of Low-Frequency Background Drift”, Alvin W. Moore, James W. Jorgenson, Analytical Chemistry 1993, 65, 188–191, diskutiert. Die einfachste und eine relativ unzuverlässige Technik ist für den Benutzer, den Wellenlängenwert eines oder zweier Hintergrundpunkte zu schätzen und diese Wellenlängenwerte zu verwenden, um eine Hintergrundkorrektur bei der Bestimmung einer Konzentrationsschätzung anzuwenden. Diese anfängliche Wahl der Wellenlänge wird typischerweise für alle nachfolgenden Analysen der Probe verwendet. Die Hintergrundkorrektur wird bei einer beliebigen Wellenlänge von Interesse durch lineare Interpolation zwischen den Hintergrundpunkten erzielt. Diese Technik ist jedoch zweitaufwändig und erfordert einen relativ erfahrenen Techniker, um geeignete Hintergrundpunkte auszuwählen.
Ähnliche Probleme bestehen bei der Infrarot-Gaschromatographie, Flüssigchromatographie und Ultaviolett-Analyseinstrumenten, wo Änderungen in den Bedingungen die vom Instrument vorgenommenen Messungen beeinträchtigen.
Vor diesem Hintergrund wurde die vorliegende Erfindung gemacht.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem ersten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ableiten eines hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums vor, umfassend die Schritte: Identifizieren von zwei oder mehr Hintergrundkorrekturpunkten aus dem Bereich des gemessenen Emissionsspektrums; Ableiten einer Hintergrundkorrekturfunktion, die an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird, und Anwenden der Hintergrundkorrekturfunktion an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, um so einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen; bei welchem der Bereich des gemessenen Emissionsspektrums gemessene Datenpunkte umfasst, die aus einer Reihe von n Intensitätswerten I_n bestehen, bei diskreten Wellenlängen oder Werten, die der Wellenlänge λ_n entsprechen, wobei sich die Reihe von einem ersten gemessenen Datenpunkt zu einem letzten gemessenen Datenpunkt erstreckt, und die Hintergrundkorrekturpunkte aus den gemessenen Datenpunkten durch die folgenden Schritte identifiziert werden:

(1) Identifizieren eines ersten Hintergrundkorrekturpunkts als den ersten gemessenen Datenpunkt;
(2) Berechnen der Gradienten G_m von Geraden zwischen dem soeben identifizierten Hintergrundkorrekturpunkt und jedem nachfolgenden gemessenen Datenpunkt in der Reihe;
(3) Identifizieren eines nächsten Hintergrundkorrekturpunkts als den gemessenen Datenpunkt, der auf der Geraden liegt, die den minimalsten Gradienten aller berechneten Gradienten G_m aufweist;
(4) falls der soeben identifizierte Hintergrundkorrekturpunkt nicht an dem letzten gemessenen Datenpunkt liegt, Wiederholen der Prozedur ab Schritt (2), bis dies der Fall ist.

Das Verfahren der Erfindung wird an Datenpunkte innerhalb eines Bereichs des gemessenen Emissionsspektrums angewendet, und die folgende Beschreibung berücksichtigt nur diese Datenpunkte. Jeder Bereich des gemessenen Emissionsspektrums umfasst gemessene Datenpunkte, die aus einer Reihe von n Intensitätswerten I_n bestehen, bei diskreten Wellenlängen oder Werten, die der Wellenlänge λ_n entsprechen, wobei sich die Reihe von einem ersten gemessenen Datenpunkt zu einem letzten gemessenen Datenpunkt erstreckt. Die Anzahl von Punkten, n, innerhalb jedes Bereichs kann sich von einem Bereich zum anderen unterscheiden. Das gemessene Emissionsspektrum kann in einer Form sein, in der die Werte, die der Wellenlänge entsprechen, als Wellenlängen oder als Frequenz, Distanz, Pixelanzahl, Speicherbin-Nummer oder irgendein anderer Zahlenwert gespeichert und manipuliert werden.
Der Bereich des gemessenen Emissionsspektrums kann vom Benutzer manuell oder automatisch gefunden werden. Falls nur eine einzelne Spektrallinie hintergrundkorrigiert werden muss, kann die manuelle Auswahl des ersten und letzten Datenpunkts verbesserte Ergebnisse für diese Spektrallinie ergeben. In diesem Fall werden der erste und letzte Datenpunkt für den Bereich des Emissionsspektrums vom Benutzer ausgewählt, und das Verfahren der Erfindung bestimmt eine Hintergrundkorrekturfunktion aus dem ausgewählten Bereich des Emissionsspektrums. Allgemein wird jedoch der Bereich des gemessenen Emissionsspektrums vorzugsweise unter Verwendung der folgenden automatisierten Prozedur gefunden.
Das gemessene Emissionsspektrum wird analysiert, um alle Intensitätspeaks zu finden, die über einem vorherbestimmten Intensitätsniveau liegen und die eine minimale Anzahl von gemessenen Datenpunkten umfassen, wodurch sie eine vorherbestimmte Spektralbreite sind. Einige oder alle der so gefundenen Peaks können dann gewählt werden. Vorzugsweise werden Peaks auf der Basis dessen ausgewählt, wo sie im Spektrum gemessener Wellenlängen oder Werte liegen, die der Wellenlänge entsprechen, so dass Peaks, die gewählten Elementen entsprechen, ausgewählt werden können. Jeder derartige ausgewählte Peak umfasst eine Anzahl gemessener Datenpunkte, und diese werden gemeinsam mit einer Anzahl benachbarter gemessener Datenpunkte an beiden Seiten des Peaks ausgewählt, um ein Bereich des gemessenen Emissionsspektrums zu sein. Die Anzahl benachbarter gemessener Datenpunkte an beiden Seiten des Peaks kann auf der Basis einer festgelegten vorherbestimmten Anzahl gewählt werden, oder durch Analyse der Intensitäten der benachbarten Punkte, um so zusätzliche Punkte auszuwählen, die Signalminima umfassen, wenigstens ein Minimum auf jeder Seite des Peaks. Bevorzugter wird die Anzahl benachbarter gemessener Datenpunkte an beiden Seiten des Peaks so gewählt, dass sie wenigstens ein Signalminimum auf jeder Seite des Peaks und einen oder mehrere Datenpunkte jenseits des Signalminimums umfasst. Hier wird der Bereich des Emissionsspektrums aus einer größeren Menge gemessener Spektraldaten durch ein Verfahren zur Peakdetektion identifiziert.
Nach der Auswahl eines Bereichs des gemessenen Emissionsspektrums startet das Verfahren durch die Berücksichtigung eines ersten Punkts im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, und dann nachfolgender Punkte, bis ein letzter Datenpunkt im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums erreicht wird. Der erste Datenpunkt kann der Punkt sein, welcher der niedrigsten Wellenlänge oder dem niedrigsten Wert entspricht, die der Wellenlänge im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums entsprechen, in welchem Fall der letzte Datenpunkt der Punkt ist, welcher der höchsten Wellenlänge oder dem höchsten Wert entspricht, die der Wellenlänge im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums entsprechen. Im Gegensatz dazu kann das Verfahren der Erfindung durchgeführt werden, indem der erste Datenpunkt als der Datenpunkt herangezogen wird, welcher der höchsten Wellenlänge oder dem höchsten Wert entspricht, die der Wellenlänge im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums entsprechen, in welchem Fall der letzte Datenpunkt der Punkt ist, welcher der niedrigsten Wellenlänge oder dem niedrigsten Wert entspricht, die der Wellenlänge im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums entsprechen.
Die Hintergrundkorrekturpunkte werden wie folgt identifiziert. Der erste Hintergrundkorrekturpunkt BC₁ wird als erster gemessener Datenpunkt identifiziert. Der nächste Hintergrundkorrekturpunkt BC₂ wird bestimmt, ein Datenpunkt im ausgewählten Bereich des gemessenen Emissionsspektrums zu sein, an dem ein minimaler Gradient auftritt, wobei der Gradient der Gradient einer Geraden zwischen dem ersten Hintergrundkorrekturpunkt und einem beliebigen anderen nachfolgenden Datenpunkt im ausgewählten Bereich des gemessenen Emissionsspektrums ist.
Falls der Hintergrundkorrekturpunkt BC₂ nicht der letzte Datenpunkt im ausgewählten Bereich des gemessenen Emissionsspektrums ist, wird oder werden dann ein oder mehrere zusätzliche Hintergrundkorrekturpunkte bestimmt. Ein nächster Hintergrundkorrekturpunkt BC₃ wird als Datenpunkt im ausgewählten Bereich des gemessenen Emissionsspektrums bestimmt, an dem ein minimaler Gradient auftritt, wobei der Gradient der Gradient der Linie zwischen dem zweiten Hintergrundkorrekturpunkt BC₂ und einem beliebigen anderen nachfolgenden Datenpunkt im ausgewählten Bereich des gemessenen Emissionsspektrums ist. Nachfolgende Datenpunkte sind Datenpunkt, die zwischen dem zweiten Hintergrundkorrekturpunkt und dem letzten Punkt liegen; in diesem Schritt werden Datenpunkte nicht berücksichtigt, die dem letzten Hintergrundkorrekturpunkt BC₂ vorausgehen. Falls der so gefundene Hintergrundkorrekturpunkt BC₃ nicht der letzte Punkt im ausgewählten Bereich ist, wird oder werden dann ein oder mehrere zusätzliche Hintergrundkorrekturpunkte auf die gleiche Weise bestimmt, wie oben für das Finden von BC₃ beschrieben wird, wobei der Gradient von Geraden zwischen dem soeben identifizierten Hintergrundkorrekturpunkt und jedem nachfolgenden gemessenen Datenpunkt in der Reihe herangezogen wird.
Daher kann das Verfahren zum Ableiten von Hintergrundkorrekturpunkten wie folgt beschrieben werden, wobei es an n Punkten P_n arbeitet, die den ausgewählten Bereich des gemessenen Emissionsspektrums ausmachen, wobei die Punkte aus Intensitätswerten I_n bei diskreten Wellenlängen oder Werten bestehen, die der Wellenlänge λ_n entsprechen.
Schritt (a): BC₁ =: P₁
Schritt (b): i =: 1
Schritt (c): Für jeden nachfolgenden Datenpunkt P_m, wobei m = i + 1 ... n, wird der Gradient G_m der Linie zwischen dem vorhergehenden Hintergrundkorrekturpunkt BC_i und P_m berechnet, wobei
und (I_m, λ_m) die Intensität und der Wert sind, die der Wellenlänge für den Punkt P_m entsprechen, und (I_i, λ_i) die Intensität und der Wert sind, die der Wellenlänge für den Punkt BC_i entsprechen.
Schritt (d) i =: i + 1
Schritt (e): BC_i = P_k, wobei G_k der minimale Gradient ist
Schritt (f): Falls BC_i nicht der letzte Datenpunkt ist, d. h. BC_i ≠ P_n, wird ab Schritt (c) wiederholt; ansonsten wird beendet.
Die so identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte werden dann in einer Hintergrundkorrekturfunktion verwendet, die an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums angewendet wird, um einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen. Die Hintergrundkorrekturfunktion ist vorzugsweise eine mathematische Funktion, die an die Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird.
Die mathematische Funktion kann eine Kurve sein oder sie kann eine Gerade sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hintergrundkorrekturfunktion eine Kombination von Geradenfunktionen, die zwischen jedem aufeinanderfolgenden Paar von Hintergrundkorrekturpunkten zugeordnet werden. In diesem Fall wird die Hintergrundkorrekturfunktion an einen beliebigen Punkt P_k angewendet, der zwischen einem Paar von Hintergrundkorrekturpunkten liegt, durch Subtrahieren eines Hintergrunds B_k von I_k, der Intensität am Punkt P_k. B_k wird durch lineare Interpolation der Geradenfunktion abgeleitet, welche zwischen dem Paar von Hintergrundkorrekturpunkten zugeordnet wird, die an beiden Seiten von P_k liegen. Diese lineare Interpolationstechnik besteht aus dem Anpassen einer linearen Hintergrundkorrekturfunktion zwischen benachbarten Hintergrundpunkten, welche einen Bereich von Wellenlängen oder Werten begrenzen, die Wellenlängen von Interesse entsprechen. In diesem Fall wird angenommen, dass ein Emissionsspektrum nur aus additiven Merkmalen besteht, und dass über die Breite einer Spektrallinie der Kontinuum-Hintergrund durch die Gerade adäquat modelliert wird.
Wenn die Hintergrundkorrekturfunktion eine Kurve ist, wird die Kurve vorzugsweise an drei oder mehr Hintergrundkorrekturpunkte angepasst. Die Kurve kann beispielsweise ein Spline-Fit sein. Wenn die Hintergrundkorrekturfunktion eine Kurve ist, wird die Hintergrundkorrekturfunktion an jeden Punkt P_k angewendet, der innerhalb der Wellenlänge oder Werte liegt, die Wellenlängengrenzen der angepassten Kurve entsprechen, durch Subtrahieren eines Hintergrunds B_k von I_k, wobei I_k die Intensität am Punkt P_k ist, und B_k von der Intensitätsordinate der angepassten Kurve bei der Wellenlänge oder dem Wert ist, die der Wellenlänge λ_k entsprechen.
Vorzugsweise werden alle Punkte P_n, die innerhalb des Bereichs des gemessenen Emissionsspektrums liegen, so hintergrundkorrigiert, wobei sie einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums erzeugen, der dann weiter verarbeitet werden kann.
Vorzugsweise werden alle ausgewählten Bereiche des Emissionsspektrums dem obigen Hintergrundkorrekturverfahren unterworfen. Das Verfahren kann nur beim ersten detektierten Spektrum in einer Reihe von Analysen oder bei jedem nachfolgenden Spektrum angewendet werden, wenn es erzeugt wird.
Das Verfahren kann verfeinert werden, indem ein „Aufrollen” des ersten und letzten Datenpunkts in einem Bereich des Emissionsspektrums ermöglicht wird, um sicherzustellen, dass wenigstens ein dazwischenliegender Hintergrundkorrekturpunkt identifiziert wird. Der Grund, warum dies erforderlich sei kann, ist, dass einige Spektrallinien von Interesse neben Molekülemissionsbanden liegen, und ein Graph einer Wellenlänge oder von Werten, die einer Wellenlänge entsprechen, in Abhängigkeit von der Intensität zeigt eine geringfügige Einsattelung an beiden Enden. In diesem Fall werden nur zwei Hintergrundkorrekturpunkte vom Verfahren der Erfindung gefunden. Dann würde die Verwendung einer linearen Interpolationsfunktion als Hintergrundkorrekturfunktion eine einzelne Gerade effektiv erzeugen, die von einem Rand des Bereichs des gemessenen Emissionsspektrums zum anderen gezogen ist, wobei eine ungenaue Schätzung des Hintergrunds aufgrund des Vorliegens der Molekülemissionsbanden abgegeben wird. Die Aufroll-Funktion garantiert, dass wenigstens ein dazwischenliegender Datenpunkt des Emissionsspektrums als Hintergrundkorrekturpunkt verwendet wird, wodurch dieses Problem eliminiert wird.
Das Aufroll-Verfahren wird verwendet, falls das Verfahren zum Finden der Hintergrundkorrekturpunkte nur den ersten und letzten Datenpunkt im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums findet. In diesem Fall wird das Verfahren zum Finden der Hintergrundkorrekturpunkte unter Verwendung einer Untermenge des Bereichs gemessener Spektraldaten erneut befolgt, wobei die Untermenge alle Punkte von und einschließlich dem zweiten Datenpunkt bis zum vorletzten Datenpunkt sind. Dann werden zusätzliche Hintergrundkorrekturpunkte gefunden und mit den ursprünglichen gefundenden zwei Hintergrundkorrekturpunkten addiert.
Eine Alternativ zum Aufroll-Verfahren ist das ursprüngliche Verfahren zweimal anzuwenden, einmal von der Oberseite des Peaks zum ersten Datenpunkt und einmal von der Oberseite des Peaks zum letzten Datenpunkt, um zwei Mengen von Hintergrundkorrekturpunkten zu erzeugen. Der erste Hintergrundkorrekturpunkt in jeder Menge (der dem Datenpunkt an der Oberseite des Peaks entspricht) wird verworfen, und die beiden Mengen der Hintergrundkorrekturpunkte werden dann kombiniert, um eine einzelne Menge von Hintergrundkorrekturpunkten vorzusehen. Die Hintergrundkorrekturfunktion wird dann von den Hintergrundkorrekturpunkten in der einzelnen Menge abgeleitet.
Daher sieht die Erfindung ferner ein Verfahren zum Ableiten eines hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums vor, wobei, falls die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte nur aus dem ersten und dem letzten Datenpunkt im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums bestehen, das Verfahren ferner umfasst:

(i) Vornehmen der Schritte (1) bis (4) von der Oberseite des Peaks zum ersten Datenpunkt, um eine erste Menge von Hintergrundkorrekturpunkten zu definieren;
(ii) Vornehmen der Schritte (1) bis (4) von der Oberseite des Peaks zum letzten Datenpunkt, um eine zweite Menge von Hintergrundkorrekturpunkten zu definieren;
(iii) Verwerfen des ersten Hintergrundkorrekturpunkts in der ersten Menge von Hintergrundkorrekturpunkten und Verwerfen des ersten Hintergrundkorrekturpunkts in der zweiten Menge von Hintergrundkorrekturpunkten;
(iv) Kombinieren der beiden Mengen von Hintergrundkorrekturpunkten, um eine einzelne Menge von Hintergrundkorrekturpunkten vorzusehen;
(v) Ableiten einer Hintergrundkorrekturfunktion, die an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte in der einzelnen Menge angepasst wird; und
(vi) Anwenden der Hintergrundkorrekturfunktion an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, um so einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung sieht hintergrundkorrigierte Bereiche eines gemessenen Emissionsspektrums vor, die eine gute Schätzung des wahren Intensitätswerts bei einer bestimmten Wellenlänge oder einem bestimmten Wert ermöglichen, die einer zu erhaltenden Wellenlänge von Interesse entsprechen. Das Verfahren ist schnell, robust, kann vollständig automatisiert werden und ist weniger rauschempfindlich. Das Verfahren sieht ein Mittel zum automatischen Identifizieren von Hintergrundpunkten vor, um zu ermöglichen, dass eine Hintergrundkorrektur an einen Bereich eines Emissionsspektrums angewendet wird. Das Verfahren kann bei in Echtzeit gemessenen Daten angewendet werden, oder es kann bei vorher gesammelten Daten angewendet werden. Daher kann es bei archivierten Daten angewendet werden, um verbesserte Schätzungen der Spektralintensität aus Daten zu erhalten, die aufgezeichnet wurden, bevor die Erfindung gemacht wurde. Es kann auch bei Daten angewendet werden, die durch Instrumente an Orten entfernt von dem Ort erfasst werden, an dem das Verfahren der Erfindung vorgenommen wird. Demgemäß umfassen unabhängige Aspekte der Erfindung nicht den Schritt der Messung der Spektraldaten.
Weitere Details der Mittel, durch welche die Erfindung diese und andere Vorteile vorsieht, werden in der nachstehenden Beschreibung angegeben.
Die Erfindung wird vorzugsweise wenigstens teilweise auf einem Computer implementiert, insbesondere die Datenverarbeitungsschritte. Demgemäß kann die Erfindung ein computerlesbares Medium verwenden, das ein Computerprogramm trägt, wobei das Programm Module eines Programmcodes zum Durchführen des Verfahrens der Erfindung aufweist. Ein Computer kann verwendet werden, um das computerlesbare Medium zu lesen und einige oder alle Schritte des Verfahrens der Erfindung unter Verwendung der Module des Programmcodes vorzunehmen.
Das Verfahren umfasst vorzugsweise ferner das Ausgeben des hintergrundkorrigierten Bereichs des Spektrums. Dementsprechend umfasst das System vorzugsweise ferner eine Ausgabevorrichtung zum Ausgeben des hintergrundkorrigierten Bereichs des Spektrums. Die Ausgabevorrichtung kann eine elektronische Anzeigevorrichtung (z. B. VDU-Bildschirm) und/oder einen Drucker umfassen, wobei die Ausgabevorrichtung vorzugsweise unter der Steuerung des Computers steht, der verwendet wird, um die Erfindung zu implementieren. Auf diese Weise wird eine greifbare (benutzerlesbare) Form des hintergrundkorrigierten Bereichs des Spektrums erzeugt, z. B. auf einer Anzeige oder auf Papier.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Bestimmung eines hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums vorgesehen, umfassend: einen Computer mit einem Eingang zum Empfangen eines Bereichs gemessener Emissionsspektraldaten und einem Ausgang zum Ausgeben des hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, der durch den Computer aus dem Bereich gemessener Emissionsspektraldaten abgeleitet wird; wobei der Computer mit einem Programm programmiert ist, das umfasst: ein oder mehrere Module eines Programmcodes zum Identifizieren von zwei oder mehr Hintergrundkorrekturpunkten aus dem Bereich des gemessenen Emissionsspektrums; ein oder mehrere Module eines Programmcodes zum Ableiten einer Hintergrundkorrekturfunktion, die an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird, und ein oder mehrere Module eines Programmcodes zum Anwenden der Hintergrundkorrekturfunktion an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, um so einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen; wobei der Bereich des gemessenen Emissionsspektrums gemessene Datenpunkte umfasst, die aus einer Reihe von n Intensitätswerten I_n bestehen, bei diskreten Wellenlängen oder Werten, die der Wellenlänge λ_n entsprechen, wobei sich die Reihe von einem ersten gemessenen Datenpunkt zu einem letzten gemessenen Datenpunkt erstreckt, und die Hintergrundkorrekturpunkte aus den gemessenen Datenpunkten durch die folgenden Schritte identifiziert werden:

(1) Identifizieren eines ersten Hintergrundkorrekturpunkts als den ersten gemessenen Datenpunkt;
(2) Berechnen der Gradienten G_m von Geraden zwischen dem soeben identifizierten Hintergrundkorrekturpunkt und jedem nachfolgenden gemessenen Datenpunkt in der Reihe;
(3) Identifizieren eines nächsten Hintergrundkorrekturpunkts als den gemessenen Datenpunkt, der auf der Geraden liegt, die den minimalsten Gradienten aller berechneten Gradienten G_m aufweist;
(4) falls der soeben identifizierte Hintergrundkorrekturpunkt nicht am letzten gemessenen Datenpunkt liegt, Wiederholen ab Schritt (2), bis dies der Fall ist.

Das System kann ferner ein induktiv gekoppeltes optisches Plasmaemissionsspektrometer oder ein mikrowelleninduziertes optisches Plasmaemissionsspektrometer umfassen.
Obwohl hier als Verfahren und System zur Bestimmung eines hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums gezeigt und beschrieben, ist es klar, dass Aspekte der Erfindung ferner verschiedene alternative Ausführungsformen vorsehen. Beispielsweise sieht die Erfindung in einer Ausführungsform ein Computerprogramm vor, welches in wenigstens einem computerlesbaren Medium festgelegt ist, das, wenn es ausgeführt wird, es einem Computersystem ermöglicht, einen hintergrundkorrigierten Bereich eines gemessenen Emissionsspektrums zu bestimmen. In diesem Ausmaß umfasst das computerlesbare Medium einen Programmcode, der einige oder alle hier beschriebenen Prozesse implementiert. Es ist klar, dass der Ausdruck „computerlesbares Medium” eines oder mehrere eines beliebigen Typs eine greifbaren Ausdrucksmediums umfasst, das nun bekannt ist oder später entwickelt wird, aus dem eine Kopie des Programmcodes erfasst, reproduziert oder auf andere Weise von einer Rechnervorrichtung kommuniziert werden kann. Beispielsweise kann das computerlesbare Medium einen oder mehrere tragbare Speicherherstellungsartikel, eine oder mehrere Memory/Speicher-Komponenten einer Rechnervorrichtung, Papier und/oder dgl. umfassen.
Um die Erfindung besser zu verstehen, werden nun Ausführungsformen detaillierter mit Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind Beispiele und dienen nur der Veanschaulichung und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken und schränken diesen nicht ein.
Beschreibung der Figuren
1 ist eine schematische Darstellung eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Graph eines Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, der beschriftet ist, um die Anwendung der vorliegenden Erfindung zu zeigen, und umfasst 2a, 2b und 2c.
3 ist ein Graph eines hintergrundkorrigierten Bereichs des Emissionsspektrums, der aus den in 2 gemessenen Daten unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung gebildet wird.
4 ist ein Graph eines Bereichs des gemessenen Emissionsspektrums, der beschriftet ist, um die Anwendung der vorliegenden Erfindung in dem Fall zu zeigen, wo eine Spektrallinie zusammen mit zwei Molekülemissionsbanden vorliegt.
5 ist ein Graph eines Bereichs des gemessenen Emissionsspektrums, der beschriftet ist, um die Anwendung der Alternative zur Aufroll-Prozedur in dem Fall zu zeigen, wo eine Spektrallinie zusammen mit zwei Molekülemissionsbanden vorliegt.
Detaillierte Beschreibung
1 ist eine schematische Darstellung eines Systems 1 der vorliegenden Erfindung. Das System 1 umfasst eine optische Emissionsquelle 100 und ein Spektrometer 200. Die optische Emissionsquelle 100 kann eine beliebige Form einer optischen Emissionsquelle sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf induktiv gekoppelte Plasma- und mikrowelleninduzierte Plasmaquellen. In diesem Beispiel umfasst die optische Emissionsquelle 100 eine induktiv gekoppelte optische Plasmaemissionsquelle. Die induktiv gekoppelte optische Plasmaemissionsquelle 100 umfasst ferner ein Probenzufuhrsystem 110, ein Quellensteuersystem 120, einen HF-Generator 130, ein Gassteuersystem 140 und einen Plasmabrenner 150. Das Probenzufuhrsystem 110 umfasst eine Flüssigproben-Aufnahmevorrichtung, einen Vernebler und eine Sprühkammer zum Erzeugen eines Stroms von Tröpfchen der Probe und Abgeben des Stroms in den Plasmabrenner 150, wobei vom Gassteuersystem 140 gesteuertes Gas verwendet wird. Der Plasmabrenner 150 ist ein herkömmlich induktiv gekoppelter Plasmabrenner, wie bekannt ist. Der Plasmabrenner 150 hat ein Ausgangsende, das innerhalb einer Mehrfachwindungs-Lastspule platziert ist, die mit einer 27 MHz HF-Energie vom HF-Generator 130 angesteuert wird. Der HF-Generator 130 wird vom Quellensteuersystem 120 gesteuert. Im Betrieb wird die Probe in den Vernebler gezogen, und ein Strom von Tröpfchen der Probe wird erzeugt und in eine Sprühkammer gerichtet, die den Tröpfchenstrom filtert, wobei gestattet wird, dass Tröpfchen unter einer Größengrenze innerhalb eines Gasstroms in einen zentralen Eingangskanal des Plasmabrenners 150 transportiert werden. Zwei konzentrischen äußeren Kanälen des Plasmabrenners 150 wird Gas durch zwei weitere Eingänge zugeführt, und HF-Plasma wird innerhalb des Gases am Ausgang des Plasmabrenners durch die HF-Energie erzeugt, die in die Lastspule eingespeist wird. Tröpfen der Probe werden in das Zentrum des Plasmas gerichtet, werden aufgelöst, atomisiert und teilweise ionisiert, und angeregt, um Photonen durch die Hitze des Plasmas zu emittieren. Die optische Emission strahlt vom Plasma aus und ein Teil wird vom Spektrometer 200 abgefangen.
Das Spektrometer 200 umfasst ein Linsensystem und einen Polychromator 210, einen Detektor 220, eine Datenverarbeitungseinheit 230 und eine Spektrometersteuereinheit 240. Das Linsensystem fängt den Bereich der optischen Emission ein, der vom Spektrometer 200 abgefangen wird, und richtet ihn auf den Polychromator. Der Polychromator dispergiert die optische Emission als Funktion der Wellenlänge der Photonen. Dispergierte Photonen werden vom Detektor 220 abgefangen, der eine Anordnung von lichtempfindlichen Detektionselementen umfasst. Die Informationen über die Intensität bei unterschiedlichen Wellenlängen werden vom Detektor 220 durch die Datenverarbeitungseinheit 230 empfangen. Das Spektrometer 200 wird von der Spektrometersteuereinheit 240 gesteuert.
Die optische Emissionsquelle 100 und das Spektrometer 200 werden von einem Computer 300 gesteuert. Der Computer 300 steht in Kommunikation mit einem Quellensteuersystem 120 und einer Spektrometersteuereinheit 240. Der Computer 300 empfängt auch Informationen von der Datenverarbeitungseinheit 230.
Das System 1 ist ausgelegt, um einen hintergrundkorrigierten Bereich eines gemessenen Emissionsspektrums gemäß der vorliegenden Erfindung zu bestimmen. Der Computer 300 umfasst ein computerlesbares Medium, das einen Programmcode umfasst, der, wenn er von einem Computer 300 vorgenommen wird, das Verfahren der Erfindung implementiert.
2 ist eine grafische Darstellung eines Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, die beschriftet ist, um die Anwendung der vorliegenden Erfindung zu zeigen. 2 ist eine grafische Darstellung der Emissionsintensität, I, in Abhängigkeit von der Wellenlänge, λ, die 10 Punkte (λ_n, I_n) umfasst, wobei n = 1 bis 10, welche in der Figur mit 1 bis 10 markiert sind, wobei die Datenpunkte vom in 1 gezeigten Spektrometer 200 detektiert wurden. Hintergrundkorrekturpunkte werden gemäß dem Verfahren der Erfindung wie folgt identifiziert. Ein erster gemessener Datenpunkt wird gewählt, um Punkt 1 zu sein, und ein letzter gemessener Datenpunkt ist dann Punkt 10. Der erste Datenpunkt 1 wird als erster Hintergrundkorrekturpunkt BC₁ identifiziert. Wie in 2a gezeigt, werden Gradienten G₂, G₃, G₄, G₅, G₆, G₇, G₈, G₉ und G₁₀ zwischen BC₁ und jedem nachfolgenden gemessenen Datenpunkt berechnet. Der minimale Gradient wird identifiziert als G₆, und der Datenpunkt 6 wird als zweiter Hintergrundkorrekturpunkt BC₂ identifiziert. BC₂ ist nicht der letzte gemessene Datenpunkt (Punkt 10), daher geht das Verfahren weiter, um einen oder mehrere zusätzliche Hintergrundkorrekturpunkte zu identifizieren. Wie in 2b gezeigt, werden die Gradienten G₇, G₈, G₉ und G₁₀ zwischen BC₂ und jedem nachfolgenden Datenpunkt berechnet. Der minimale Gradient wird als G₁₀ identifiziert, und der Datenpunkt 10 wird als dritter Hintergrundkorrekturpunkt BC₃ identifiziert. BC₃ ist der letzte gemessene Datenpunkt (Punkt 10), daher endet das Verfahren, nachdem drei Hintergrundkorrekturpunkte gefunden wurden. Diese Hintergrundkorrekturpunkte sind in 2c gezeigt.
Eine Hintergrundkorrekturfunktion wird abgeleitet, an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte angepasst, wobei die Hintergrundkorrekturfunktion in diesem Beispiel eine Kombination von Geradenfunktionen ist, A und B, die zwischen jedem aufeinanderfolgenden Paar von Hintergrundkorrekturpunkten zugeordnet werden, wie in 2c gezeigt. In diesem Fall wird die Hintergrundkorrekturfunktion an einen beliebigen Punkt P_k angewendet, der zwischen einem Paar von Hintergrundkorrekturpunkten liegt, durch Subtrahieren eines Hintergrunds B_k von I_k, der Intensität am Punkt P_k. B_k wird durch eine lineare Interpolation der Geradenfunktion abgeleitet, welche zwischen dem Paar von Hintergrundkorrekturpunkten zugeordnet wird, die an beiden Seiten von P_k liegen, was, wie in 2c gezeigt, die Punkte BC₁ und BC₂ sind. Das Ergebnis des Anwendens dieser Hintergrundkorrekturfunktion an alle Punkte 1 bis 10 ist in 3 gezeigt, wo der erhaltene hintergrundkorrigierte Bereich des Emissionsspektrums gezeigt ist.
Eine alternative Hintergrundkorrekturfunktion könnte verwendet werden, bei der die Hintergrundkorrekturfunktion eine Kurve ist, die an drei Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird. Die Kurve kann beispielsweise ein Spline-Fit sein. In diesem Fall wird die Hintergrundkorrekturfunktion an einen beliebigen Punkt P_k angewendet, der innerhalb der Wellenlänge oder Werte liegt, die Wellenlängengrenzen der angepassten Kurve entsprechen, durch Subtrahieren eines Hintergrunds B_k von I_k, wobei I_k die Intensität am Punkt P_k ist, und B_k von der Intensitätsordinate der angepassten Kurve bei der Wellenlänge oder dem Wert ist, die oder der der Wellenlänge λ_k entsprechen.
4 zeigt ein Beispiel eines Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, der eine Spektrallinie, K, und zwei Molekülemissionsbanden, M, umfasst. In diesem Beispiel findet das Verfahren der Erfindung nur zwei Hintergrundkorrekturpunkte, BC₁ und BC₂, und diese liegen am ersten und letzten gemessenen Datenpunkt. Gemäß einer Verfeinerung des erfinderischen Verfahrens wird in diesem Fall das Aufroll-Merkmal verwendet. Das Verfahren zum Finden der Hintergrundkorrekturpunkte wird erneut unter Verwendung einer Untermenge des Bereichs der gemessenen Spektraldaten befolgt, wobei die Untermenge alle Punkte von und einschließlich dem zweiten Datenpunkt zum vorletzten Datenpunkt sind. Zusätzliche Hintergrundkorrekturpunkte BC₃, BC₄ und BC₅ werden dann gefunden und mit den ursprünglichen zwei gefundenen Hintergrundkorrekturpunkten addiert. Eine Hintergrundkorrekturfunktion wird abgeleitet, an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte angepasst, wobei die Hintergrundkorrekturfunktion in diesem Fall eine Kombination von Geradenfunktionen, A, B, C und D, ist, die zwischen jedem aufeinanderfolgenden Paar von Hintergrundkorrekturpunkten zugeordnet werden, wie in 4 gezeigt. Ein hintergrundkorrigierter Bereich des Emissionsspektrums wird dann auf die gleiche Weise gebildet wie in Bezug auf 2 beschrieben.
5 zeigt die Alternative zur Aufroll-Prozedur, die an denselben Bereich des Emissionsspektrums angewendet wird wie in 4 gezeigt (eine Spektrallinie, K, und zwei Molekülemissionsbanden, M). In diesem Beispiel wird das ursprüngliche Verfahren vom Scheitel des Peaks zum ersten Datenpunkt (am linken Rand des Bereichs des Emissionsspektrums) angewendet, und dann wird der erste Punkt (welcher der Datenpunkt an der Oberseite des Peaks K ist) verworfen, was zu den Hintergrundkorrekturpunkten BC₁ und BC₂ führt. Dann wird der Prozess vom Scheitel des Peaks zum letzten Datenpunkt (am rechten Rand des Bereichs des Emissionsspektrums) wiederholt, und erneut wird der erste Punkt (welcher der Datenpunkt an der Oberseite des Peaks K ist) verworfen, was zu den Hintergrundkorrekturpunkten BC₃, BC₄ und BC₅ führt. Die beiden Mengen von Hintergrundpunkten werden kombiniert, um eine einzelne Menge von Hintergrundkorrekturpunkten zu bilden. Dann wird die Hintergrundfunktion an die identifizierten Hintergrundpunkte der einzelnen Menge angepasst, wobei die Hintergrundkorrekturfunktion in diesem Fall eine Kombination von Geradenfunktionen A, B, C und D, ist, die zwischen jedem aufeinanderfolgenden Paar von Hintergrundkorrekturpunkten zugeordnet werden, wie in 5 gezeigt. Ein hintergrundkorrigierter Bereich des Emissionsspektrums wird dann in der gleichen Weise wie in Bezug auf 2 beschrieben gebildet.
Die hier, einschließlich der Ansprüche, verwendeten Singularformen von Ausdrücken sind so auszulegen, dass die die Pluralform umfassen, und umgekehrt, wenn der Kontext nichts anderes anzeigt.
In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen dieser Spezifikationen bedeuten die Wörter „umfassen”, „aufweisen”, „haben” und „enthalten” und Variationen der Wörter, beispielsweise „umfassend” und „umfasst”, etc., „aufweisend, jedoch nicht darauf beschränkt”, und sollen andere Komponenten nicht ausschließen (und schließen diese nicht aus).
Es ist klar, dass Variationen der vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden können, während sie weiterhin in den Umfang der Erfindung fallen. Jedes in dieser Beschreibung geoffenbarte Merkmal kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, wenn nichts anderes angegeben ist, die den gleichen, einen äquivalenten oder ähnlichen Zweck erfüllen. So ist, wenn nichts anderes angegeben ist, jedes geoffenbarte Merkmal nur ein Beispiel einer generischen Reihe äquivalenter oder ähnlicher Merkmale.
Die Verwendung aller Beispiele oder beispielhafter Sprache („beispielsweise”, „wie”, „zum Beispiel” und ähnliche Sprache), die hier vorgesehen werden, soll die Erfindung nur besser veranschaulichen und zeigt keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung an, wenn nichts anderes beansprucht ist. Keine Sprache in dieser Spezifikation ist so auszulegen, dass sie irgendein nicht beanspruchtes Element als wesentlich für die Praxis der Erfindung anzeigt.
Beliebige Schritte, die in dieser Spezifikation beschrieben werden, können in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig vorgenommen werden, wenn nichts anderes angegeben ist oder der Kontext nichts anderes erfordert.
Alle in dieser Beschreibung geoffenbarten Merkmale können in beliebiger Kombination kombiniert werden, ausgenommen Kombinationen, wo wenigstens einige solcher Merkmale und/oder Schritte einander ausschließen. Insbesondere sind die bevorzugten Merkmale der Erfindung bei allen Aspekten der Erfindung anwendbar und können in beliebiger Kombination verwendet werden. Ähnlich können in nicht-wesentlichen Kombinationen beschriebene Merkmale getrennt (nicht in Kombination) verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Ableiten eines hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, umfassend die Schritte: Identifizieren von zwei oder mehr Hintergrundkorrekturpunkten aus dem Bereich des gemessenen Emissionsspektrums; Ableiten einer Hintergrundkorrekturfunktion, die an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird, und Anwenden der Hintergrundkorrekturfunktion an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, um so einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen; bei welchem der Bereich des gemessenen Emissionsspektrums gemessene Datenpunkte umfasst, die aus einer Reihe von n Intensitätswerten I_n bestehen, bei diskreten Wellenlängen oder Werten, die der Wellenlänge λ_n entsprechen, wobei sich die Reihe von einem ersten gemessenen Datenpunkt zu einem letzten gemessenen Datenpunkt erstreckt, und die Hintergrundkorrekturpunkte aus den gemessenen Datenpunkten durch die folgenden Schritte identifiziert werden: (1) Identifizieren eines ersten Hintergrundkorrekturpunkts als den ersten gemessenen Datenpunkt; (2) Berechnen der Gradienten G_m von Geraden zwischen dem soeben identifizierten Hintergrundkorrekturpunkt und jedem nachfolgenden gemessenen Datenpunkt in der Reihe; (3) Identifizieren eines nächsten Hintergrundkorrekturpunkts als den gemessenen Datenpunkt, der auf der Geraden liegt, die den minimalsten Gradienten aller berechneten Gradienten G_m aufweist; (4) falls der soeben identifizierte Hintergrundkorrekturpunkt nicht an dem letzten gemessenen Datenpunkt liegt, Wiederholen der Prozedur ab Schritt (2), bis dies der Fall ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Hintergrundkorrekturfunktion eine mathematische Funktion ist, die an die Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird, und die mathematische Funktion eine Kombination von Geradenfunktionen ist, welche zwischen jedem aufeinanderfolgenden Paar von Hintergrundkorrekturpunkten, die quer über dem Bereich des gemessenen Emissionsspektrums liegen, zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Hintergrundkorrekturfunktion eine mathematische Funktion ist, die an die Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird, und die mathematische Funktion eine Kurve ist, die an drei oder mehr Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Hintergrundkorrekturfunktion an einen beliebigen Punkt P_k angewendet wird, der zwischen einem Paar von Hintergrundkorrekturpunkten liegt, durch das Subtrahieren eines Hintergrunds B_k von I_k, der Intensität des Punkts P_k, wobei B_k durch eine lineare Interpolation der Geradenfunktion abgeleitet wird, welche zwischen dem Paar von Hintergrundkorrekturpunkten zugeordnet wird, die an beiden Seiten des Punkts P_k liegen.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Hintergrundkorrekturfunktion an einen beliebigen Punkt P_k angewendet wird, der innerhalb der Wellenlänge oder von Werten liegt, die Wellenlängengrenzen der angepassten Kurve entsprechen, durch das Subtrahieren eines Hintergrunds B_k von I_k, wobei I_k die Intensität am Punkt P_k ist, und B_k von der Intensitätsordinate der angepassten Kurve bei der Wellenlänge oder dem Wert abgeleitet wird, die oder der der Wellenlänge λ_k entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Hintergrundkorrekturfunktion an alle Punkte im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Gradienten berechnet werden gemäß der Funktion
wobei (I_m, λ_m) die Intensität und der Wert sind, die der Wellenlänge des nachfolgenden gemessenen Datenpunkts P_m entsprechen, und (I_i, λ_i) die Intensität und der Wert sind, die der Wellenlänge des soeben identifizierten Hintergrundkorrekturpunkts entsprechen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem, falls die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte nur aus dem ersten und dem letzten Datenpunkt im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums bestehen, die Schritte (1) bis (4) erneut befolgt werden unter Verwendung einer Untermenge des Bereichs der gemessenen Spektraldaten, wobei die Untermenge alle Punkte von und einschließlich dem zweiten Datenpunkt zum vorletzten Datenpunkt sind, und so identifizierte zusätzliche Hintergrundkorrekturpunkte zusammen mit dem ersten und dem letzten Datenpunkt im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums verwendet werden, um die Hintergrundkorrekturfunktion abzuleiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem, falls die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte nur aus dem ersten und dem letzten Datenpunkt im Bereich des gemessenen Emissionsspektrums bestehen, das Verfahren ferner umfasst: (i) Vornehmen der Schritte (1) bis (4) von der Oberseite des Peaks zum ersten Datenpunkt, um eine erste Menge von Hintergrundkorrekturpunkten zu definieren; (ii) Vornehmen der Schritte (1) bis (4) von der Oberseite des Peaks zum letzten Datenpunkt, um einen zweiten Satz von Hintergrundkorrekturpunkten zu definieren; (iii) Verwerfen des ersten Hintergrundkorrekturpunkts in der ersten Menge von Hintergrundkorrekturpunkten und Verwerfen des ersten Hintergrundkorrekturpunkts in der zweiten Menge von Hintergrundkorrekturpunkten; (iv) Kombinieren der beiden Mengen von Hintergrundkorrekturpunkten, um eine einzelne Menge von Hintergrundkorrekturpunkten vorzusehen; (v) Ableiten einer Hintergrundkorrekturfunktion, die an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte in der einzelnen Menge angepasst wird; und (vi) Anwenden der Hintergrundkorrekturfunktion an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, um so einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Bereich der gemessenen Spektraldaten aus einer größeren Menge von gemessenen Spektraldaten durch ein Verfahren der Peakdetektion identifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner das Messen von Spektraldaten vor dem Identifizieren eines oder mehrerer Bereiche der gemessenen Spektraldaten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die gemessenen Spektraldaten unter Verwendung eines induktiv gekoppelten optischen Plasmaemissionsspektrometers gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die gemessenen Spektraldaten unter Verwendung eines mikrowelleninduzierten optischen Plasmaemissionsspektrometers gemessen werden.
Computerlesbares Medium, welches ein Computerprogramm trägt, wobei das Programm Module eines Programmcodes zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
System zur Bestimmung eines hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, umfassend: einen Computer mit einem Eingang zum Empfangen eines Bereichs gemessener Emissionsspektraldaten und einem Ausgang zum Ausgeben des hintergrundkorrigierten Bereichs eines gemessenen Emissionsspektrums, der durch den Computer aus dem Bereich gemessener Emissionsspektraldaten abgeleitet wird; wobei der Computer mit einem Programm programmiert ist, das umfasst: ein oder mehrere Module eines Programmcodes zum Identifizieren von zwei oder mehr Hintergrundkorrekturpunkten aus dem Bereich des gemessenen Emissionsspektrums; ein oder mehrere Module eines Programmcodes zum Ableiten einer Hintergrundkorrekturfunktion, die an die identifizierten Hintergrundkorrekturpunkte angepasst wird, und ein oder mehrere Module eines Programmcodes zum Anwenden der Hintergrundkorrekturfunktion an den Bereich des gemessenen Emissionsspektrums, um so einen hintergrundkorrigierten Bereich des Emissionsspektrums zu erzeugen; wobei der Bereich des gemessenen Emissionsspektrums gemessene Datenpunkte umfasst, die aus einer Reihe von n Intensitätswerten I_n bestehen, bei diskreten Wellenlängen oder Werten, die der Wellenlänge λ_n entsprechen, wobei sich die Reihe von einem ersten gemessenen Datenpunkt zu einem letzten gemessenen Datenpunkt erstreckt, und die Hintergrundkorrekturpunkte aus den gemessenen Datenpunkten durch die folgenden Schritte identifiziert werden: (1) Identifizieren eines ersten Hintergrundkorrekturpunkts als den ersten gemessenen Datenpunkt; (2) Berechnen der Gradienten G_m von Geraden zwischen dem soeben identifizierten Hintergrundkorrekturpunkt und jedem nachfolgenden gemessenen Datenpunkt in der Reihe; (3) Identifizieren eines nächsten Hintergrundkorrekturpunkts als den gemessenen Datenpunkt, der auf der Geraden liegt, die den minimalsten Gradienten aller berechneter Gradienten G_m aufweist; (4) falls der soeben identifizierte Hintergrundkorrekturpunkt nicht am letzten gemessenen Datenpunkt liegt, Wiederholen ab Schritt (2), bis dies der Fall ist.
System nach Anspruch 15, ferner umfassend ein induktiv gekoppeltes optisches Plasmaemissionsspektrometer.
System nach Anspruch 15, ferner umfassend ein mikrowelleninduziertes optisches Plasmaemissionsspektrometer.