[发明专利]等腰直角形横截面样品池的散射物质光谱测量装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光谱分析系统，尤其是涉及一种用于浑浊散射物质成分分析的等腰直 角形横截面样品池的散射物质光谱测量装置与方法。

背景技术

光谱分析是研究物质结构的重要手段之一，主要包括红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱、 紫外可见吸收光谱、近红外光谱，以及各种动态光谱与其它手段的相互结合。其中，近红 外光谱以其速度快、不破坏样品、操作简单、稳定性好、效率高等特点，已广泛应用于各 个领域。由于光学、计算机数据处理技术、化学光度理论和方法等各种科学技术的不断发 展，光谱分析方法已应用在制药、烟草、食品、聚合物、纺织品、油漆涂料、煤炭和石油 工业等领域，测定的成分也越来越多，测量精度也越来越高。

多光程长光谱测量方法把物质散射造成的非线性引入，利用不同光程长的样本的等效 吸收系数不同，不同光程长测得的光谱互不相关的光谱非线性特性，理论上使用多光程长 光谱同时参与建模可以提供更多样本成分含量的信息，能够比单一光程长光谱建模得到更 优的模型性能。

常规的光谱分析中，主要存在以下三个方面的问题：

1、应用光谱方法检测微量成分时，光程长的选择非常重要。根据不同成分分析的需 要，往往要采用不同的光程长。为实现对样品不同光程长光谱的检测，传统上光谱仪需要 配备多种光程长样品池。

2、在使用现有的方形、圆形样品池进行光谱测量时，由于样品的量有限，使用的样 品池不能为理想的无限半径，样品池侧壁对测量造成的影响也不易估计。

3、在现有的光谱测量中，常采用的光纤进行点对点的光谱信息采集，并且光源的入 射点和出射光的接收点是固定不变的，只能采集固定光程和固定位置光谱信息，不能得到 随位置与光程变化的光谱分布。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种能充分利用物质的散射特性及多光程光谱技术的 等腰直角形横截面样品池的散射物质光谱测量装置与方法，无需配备多个不同光程长样品 池，也不需要接收探头接触被检测物质，同时避免了通用方形、圆形样品池侧壁对测量造 成的影响，并且可以减少一半的样品量。利用本发明样品池和光源与检测器相对位置的改 变以及带来的光路变化，获得被测物质分布式的不相关的非线性光谱信息，从而可使被检 测物质组分含量分析精度提高。

为了解决上述技术问题，本发明等腰直角形横截面样品池的散射物质光谱测量装置予 以实现的技术方案是：该测量装置包括样品池、光源和出射光检测器，所述样品池是一个 横截面为等腰直角形的样品池，所述光源的入射位置和出射光检测器的位置均是可移动 的，由所述样品池、光源和出射光检测器形成的光路是变化的。

本发明等腰直角形横截面样品池的散射物质光谱测量装置，其中，所述样品池的底部 封闭，顶端开放；所述样品池的三个侧面中，一面为反射平面，其他两侧面为透射光学平 面；或所述样品池的三个侧面中，两面为反射平面，第三侧面为透射光学平面。所述样品 池的材料是石英、玻璃、树脂或者塑料。所述出射光检测器为光谱仪或光谱成像装置；所 述光谱仪或光谱成像装置响应的波段包括紫外、可见、红外中一种或几种波段的组合，直 接接收出射光或经光纤传导。

本发明一种等腰直角形横截面样品池的散射物质光谱测量方法，通过对所述光源的入 射位置和出射光检测器的位置进行水平方向和/或竖直方向的移动，通过光源、出射光检 测器与所述样品池相对位置的改变形成光路的变化，实现多光程长的互不相关的非线性光 谱测量，从而获得被测物质分布式的不相关的非线性光谱信息。

本发明等腰直角形横截面样品池的散射物质光谱测量方法，其中，所述光源直接照射 样品池。所述光源经光纤导入或者经狭缝或小孔导入样品池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中横截面为等腰直角三角形的异形样品池的优势在于：不需要传统上需要配备 多个不同光程长样品池，也不需要接收探头接触被检测物质，同时避免了通用方形、圆形 样品池侧壁对测量造成的影响，并且可以减少一半的样品量。

由于本发明采用横截面为等腰直角形的样品池，以及可移动的光源入射位置和出射光 接收位置，出射光检测器为光谱仪或光谱成像设备。利用该样品池和光源与检测器相对位 置的改变以及带来的光路变化，获得被测物质分布式的不相关的非线性光谱信息，可使被 检测物质组分含量分析精度提高。

附图说明