[发明专利]一种可见和近红外光谱的背景和参考自动校正系统及校正方法

说明书

本发明提供的一种可见和近红外光谱的背景和参考自动校正系统，包括光源单元、信号收集机构、背景校正模块、参考光谱校正模块。样品位于光源单元正下方，背景校正模块位于标准参考光谱校正模块的正上方，背景和标准参考校正都是通过电磁铁的通电产生磁力带动对应校正单元移动来实现。本发明提供一种可见和近红外光谱的背景和参考自动校正系统，实现可见光和近红外漫反射光谱的自动校正；该发明可采用全封闭结构，消除了外界环境对探头的影响。

技术领域

本发明涉及可见光和近红外漫反射光谱自动校正技术领域，具体来说是一种可见和近红外光谱的背景和参考自动校正系统及校正方法。

背景技术

光学特性分析法中的近红外光谱和拉曼光谱技术能对样品进行无损分析，具有测试样品非接触性、非破坏性、检测灵敏度高、时间短、样品所需量小及样品无需制备等特点。近红外光(NIR)是指波长在780～2526nm(波数为12820cm^-1～3959cm^-1)范围内的电磁波，介于可见光(VIS)与中红外光(MIR)之间，近红外光谱吸收是分子振动能级跃迁产生的(伴随转动能级的跃迁)，而分子振动能级跃迁包括基频跃迁，倍频跃迁以及合频跃迁。光源发出的近红外光照射到由分子组成的物质上，若分子吸收近红外光的能量发生振动状态变化或振动状态在不同能级间的跃迁等于近红外光谱区某波长处光子的能量，则会产生近红外光谱吸收。在近红外光谱范围内，测量的主要是分子中含氢官能团X－H(X＝C、N、O、S等)振动的倍频及合频吸收。该技术具有方便、快速、高效、准确、成本较低、不破坏样品、不消耗化学试剂、不污染环境等优点，与常规检测方法相比，更适用于在线检测。

采用近红外漫反射光谱技术时，由于光谱仪生产受到材料和加工工艺的影响，以及受到近红外光源的波动，需要对采集的光谱进行校正，光谱测量的反射率为：

即：

转化为吸光度为：

所以在测量过程中要采集参考光谱和背景光谱对测量的反射率和吸光度进行校正，而在实际的测量过程中，特别是采集近红外漫反射光谱技术时，因无法进行有效的光谱校正，导致测量精度不高，有些还需要人为在现场每隔一段时间进行手动校正，造成了时间和金钱的浪费，而且无法真正实现在线检测。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于提供一种可见和近红外光谱的背景和参考自动校正系统，能够有效地校正光源能量、基线漂移等因素的影响；避免外界影响因素对测量信号的影响。提高了测量精度，拓宽了可见光和近红外漫反射光谱技术在线检测领域的应用范围。适用于对固体粉末、颗粒物、液体等在线和离线的近红外漫反射测量。

本发明是通过以下技术方案来实现上述技术目的：

一种可见和近红外光谱的背景和参考自动校正系统，包括背景校正模块、参考光谱校正模块、光源单元；所述光源单元处于背景校正模块的上方，所述背景校正模块处于参考光谱校正模块的正上方，样品处于参考光谱校正模块的下方且处于光源单元的正下方；

所述背景校正模块包括背景校正单元、第一导向轨道、第一驱动机构；所述背景校正单元固定在第一导向轨道上，并由第一驱动机构驱动其沿第一导向轨道往复移动，并能移动到光源单元的正下方；

所述参考光谱结构包括参考校正单元、第二导向轨道、第二驱动机构；所述参考校正单元固定在第二导向轨道上，并由第二驱动机构驱动其沿第二导向轨道往复移动，并能移动到光源单元的正下方。

作为上述技术方案的优选方案，所述第一驱动机构包括分别固定在第一导向轨道两端的第一弹性件和第一电磁铁；所述第一弹性件一端固定在第一导向轨道的端部，另一端与背景校正单元固定；当背景校正单元被第一电磁铁吸至光源单元正下方时，第一弹性件受拉。