[发明专利]一种基于便携式拉曼光谱仪的谱库建立和检测方法及应用

说明书

本发明属于珠宝玉石检测技术领域，公开了一种基于便携式拉曼光谱仪的谱库建立和检测方法及应用，使用便携式拉曼光谱仪，利用其输出激光功率和积分时间可调、波数分辨率等灵活设定、高灵敏度的特性；以大光斑探测头扫描测试样品，样品中的物质会被激发出拉曼散射光，光谱仪对光谱进行宽光谱采集；通过与已经建立的拉曼数据库进行比对和计算来鉴定珠宝玉石品种；光谱仪进行保存结果，将数据通过数据线传输到电脑设备上，供进一步管理和报告使用。本发明解决了现有检测技术不能满足多种尺寸和加工状态珠宝玉石的检测困难；秒级检测速率，尤其适于批量检测，满足现场检测技术测试周期短的实时要求。

技术领域

本发明属于珠宝玉石检测技术领域，尤其涉及一种基于便携式拉曼光谱仪的谱库建立和检测方法及应用。

背景技术

目前，激光拉曼光谱是一种非破坏性测定物质分子成分的微观分析技术，其谱峰位置、数量和强度可以直接反应被测物质的分子结构信息。便携式拉曼光谱仪具有体积小、检测高效等特点，主要应用在药品、环境、食品、水质、安检等实时检测领域，但没有针对珠宝玉石快速无损检测的方法。

现有的珠宝玉石无损检测技术，主要集中在红外光谱和紫外可见吸收光谱。红外光谱主要采用反射法和直接透射法，反射法对于没有抛光面的珠宝玉石很难鉴定，直接透射法对于不透明和底部包镶的珠宝玉石的检测难以实施，且获得的结构信息十分有限；紫外可见吸收光谱灵敏度低，有些弱信号无法测量，而且需要做参比校正，参比片容易脏，容易导致误差，测量光斑太大，不能测试小颗粒珠宝玉石。急需一种操作简单、不受尺寸限制、检测速度快的珠宝玉石检测手段。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的珠宝玉石无损检测技术，主要集中在红外光谱和紫外可见吸收光谱。红外光谱主要采用反射法和直接透射法，反射法对于没有抛光面的珠宝玉石很难鉴定，直接透射法对于不透明和底部包镶的珠宝玉石的检测难以实施，且获得的结构信息十分有限；紫外可见吸收光谱灵敏度低，有些弱信号无法测量，而且需要做参比校正，参比片容易脏，容易导致误差，测量光斑太大，不能测试小颗粒珠宝玉石。

受限于红外光谱仪和紫外可见分光光度计仪器自身的特性，难以解决对不透明、底部包镶和体积较小的珠宝玉石样品的检测问题。而便携式拉曼光谱仪则能有效的弥补了上述缺陷。通过小型的、手提箱式的拉曼光谱仪，对珠宝玉石进行快速、批量的检测，且无需制样，对样品大小、形状和透明度等状态无要求。能很好的满足珠宝专业实验室、海关口岸查验、海关缉私局等相关使用单位和技术人员对现场检测珠宝玉石的快速、便捷、无损、有效等要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于便携式拉曼光谱仪的谱库建立和检测方法及应用。

本发明是这样实现的，一种基于便携式拉曼光谱仪的谱库建立和检测方法，所述基于便携式拉曼光谱仪的谱库建立和检测方法，包括：

步骤一，使用便携式拉曼光谱仪，利用其输出激光功率和积分时间可调、波数分辨率等灵活设定、高灵敏度的特性；

步骤二，以大光斑探测头扫描测试样品，样品中的物质会被激发出拉曼散射光，光谱仪对光谱进行宽光谱采集；

步骤三，通过与已经建立的拉曼数据库进行比对和计算来鉴定珠宝玉石品种；

步骤四，光谱仪进行保存结果，将数据通过数据线传输到电脑设备上，供进一步管理和报告使用。

进一步，所述步骤一中，便携式拉曼光谱仪为岛津RM-3000机型，波长785±0.5nm，输出激光功率最大450mW、波数分辨率5～9cm-1。

进一步，所述步骤二中，大光斑探测头扫描直径0.2～2mm，宽光谱波数范围200～3000cm-1。

进一步，所述步骤三中，拉曼数据库建立的方法，包括：

准备珠宝玉石标准样品，清洁样品，用以防止其他物质的污染而误导结果；