能量色散X射线荧光光谱仪是一种用于测量样品中元素种类和含量的仪器,可以在不破坏样品结构的情况下同时对样品中的多种元素进行检测,在探矿、航天等领域发挥很大作用。本文研发一台实验室用能量色散X射线荧光光谱仪,改进数据处理算法,提高光谱仪的智能化和准确度。本文设计的光谱仪由激发源、光路、探测器、信号处理电路、多道脉冲幅度分析器和计算机构成。激发源选择能量可调的X射线管,探测器选择电制冷的Si-PIN,由SolidWorks设计的3D模型制作光路结构,提供多种滤光片和准直器降低本底。设计信号处理电路和多道脉冲幅度分析器,根据探测器信号生成光谱,再通过RS232传输到计算机。计算机采用Labview和Python混合编程,用Labview实现交互界面,用Python实现数据处理算法。光谱的数据处理步骤包括去噪、本底扣除、特征峰检测和面积计算。针对当前去噪算法需要较多参数的缺点,本文提出基于交叉验证的傅里叶变换去噪法。该方法使用交叉验证理论估计傅里叶变换去噪的最佳阈值,可以自动化运行,去噪效果好。针对X射线管产生的本底的特点,本文改进基于最大值过滤的多项式拟合法。该方法先对光谱做多项式拟合,去除拟合偏差较大的点,实现自动区分峰区和背景区,再根据拟合结果有无负数,确定多项式的最佳次数。结合Top-hat滤波器和高斯导数的优点,本文提出基于Top-hat滤波器和高斯导数的特征峰检测法。该方法使用Top-hat滤波器寻峰,高斯一阶导数寻拐点,未出现丢峰和假峰,峰信息较为准确。本文采用带线性本底的高斯函数拟合特征峰,在光谱含噪含本底时仍能估计重叠峰的面积。