[发明专利]拉曼光谱爆炸物识别仪自动校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪器校正技术领域，更具体地，涉及一种拉曼光谱爆炸物识别仪自动校准方法。

背景技术

爆炸物因为其强大的破坏力，属于各国严格控制的物品。为了公共安全等安全目的，在机场、车站等公共场所以及其它特定场所进行爆炸物检测是必要的。爆炸物一般由炸药、引爆装置和填充物、包裹物等构成。目前常用的爆炸物探测技术有探测炸药本身(如离子迁移谱)，有探测引爆装置(如金属探测)，还有探测爆炸物形状(如单能X光)，当然也有能同时探测炸药和包裹形状(如双能X光)。其中炸药探测有痕量炸药和常量炸药探测之分，痕量炸药探测是通过分析炸药挥发出来的蒸气或者残留在物体表面的炸药颗粒来实现，而常量炸药探测所需的炸药有一定质量和体积，一般通过炸药的等效原子序数、密度、外形特征等方式来实现。基于这些常用探测技术的设备往往适合于近距离使用，检查人员和设备距检查对象都比较近，有的甚至是接触式检查方式，隐蔽性差，对人员和设备都存在潜在危险。因此，能够确保检查人员和仪器的安全性，同时还具有隐蔽性的探测技术是最理想的。目前适用于远距离爆炸物探测的技术有远距离X背散成像、激光光谱、热成像、太赫兹和毫米波等技术，它们的探测原理、技术成熟度以及适用场合都还存在差异，但总体来讲都还处在试验化向产品化的转化阶段，目前现有技术产品化的成本都还处在一个较高的阶段，不能被广泛应用。

拉曼光谱分析技术是一种以拉曼散射效应为基础的非接触式光谱分析技术，它能对物质的成分和结构进行定性、定量分析。拉曼光谱测量速度快，应用拉曼光谱分析可以做到原位实时测量，有利于过程控制的实时在线监测。自1960年出现激光后，由于激光具有单色性好、能量集中、输出功率大等特点、尤其是光谱辐射密度高、激光源体积小、重量轻、易自动化操作等优点，故而很快将激光用于拉曼光谱仪的激发光源，从而使拉曼光谱获得了新的起点。产生的激光拉曼光谱光源的拉曼光谱法。应用激光具有单色性好、方向性强、亮度高、相干性好等特性，与表面增强拉曼效应相结合，便产生了表面增强拉曼光谱。其灵敏度比常规拉曼光谱可提高10^4～10^7倍，使分析的信噪比大大提高。

在现场实际拉曼光谱定量分析中，拉曼谱图数据处理是整个拉曼光谱分析流程中的关键，只有信号的可靠性高，才能谈论它的定性、定量准确度。然而在实际的使用过程中，激光器在长时间相对恶劣的环境中使用，会出现激光功率下降偏离等现象，而拉曼光谱信号的强弱也会受到测量时光谱仪的工作环境温度带来的影响。因此现场长期在线使用的拉曼光谱仪需要一种有效的仪器校准方法，以使其在各种温度背景下都能确保检测工作的准确、可靠。

发明内容

本发明为了解决现有技术中对于爆炸物识别用的拉曼光谱仪在使用过程由于老化而造成的测定结果不准确的问题，提供了一种拉曼光谱爆炸物识别仪自动校准方法，包括：

1)根据需求对拉曼光谱爆炸物识别仪进行初始化设置，所述初始化设置包括：

1.1)测量所述拉曼光谱爆炸物识别仪的工作环境参数；

1.2)根据所述拉曼光谱爆炸物识别仪的工作环境参数选择其内部保存的参考光谱，设定光谱匹配参数并保存数据；

2)根据不同的分析阶段建立分析曲线，保存数据，所述分析阶段包括第一分析阶段以及其他分析阶段；

3)对拉曼光谱爆炸物识别仪进行现场准备，所述现场准备包括：

3.1)当拉曼光谱爆炸物识别仪到达使用现场后对所述拉曼光谱爆炸物识别仪进行安装上电；

3.2)开启拉曼光谱爆炸物识别仪，等待光谱仪光室的真空度到达设定值；

4)使用拉曼光谱爆炸物识别仪对样品进行分析，包括：

4.1)调用分析曲线，激发爆炸物样品；

4.2)采集第一分析阶段光谱；

4.3)第一分析阶段光谱与参考光谱进行匹配，计算探测器位置偏移，对每块电荷耦合原件CCD对应的光谱进行匹配，计算出光谱位置校正多项式，第n块CCD对应的校正多项式记为POL_n，其中电荷耦合原件CCD作为全谱式直读光谱仪的探测器，电荷耦合原件CCD是一种线阵探测器，每片电荷耦合原件CCD可以采集光谱信号，可以测量分析元素；

4.4)根据波长获取谱线位置，带入相应的位置校正多项式POL_n，计算得到谱线当前的第一参考位置X1；

5)在其他分析阶段，以接近所述测量得到的工作环境参数两侧的参考光谱所对应的校准信号，通过所述拉曼光谱爆炸物识别仪的分光器得到爆炸物待测品的谱线信号，并重复步骤3.1)到4.4)，得到第二参考位置X2和第三参考位置X3，其中X3>X2；