[发明专利]一种傅里叶变换红外光谱仪波数漂移的校正方法及系统

说明书

本发明属于光谱校正技术领域，具体涉及一种傅里叶变换红外光谱仪波数漂移的校正方法及系统，其方法包括以下步骤：S1、开启校正光源，校正光源发出的红外光束经过校正气体室后进入光谱仪，光谱仪得到检测干涉信号；其中，校正气体室内充满氟化氢气体；S2、对检测干涉信号以及光谱仪预设的校正干涉信号的数据列分别进行补零处理，之后再进行傅里叶变换，得到检测吸收光谱和校正吸收光谱；S3、根据氟化氢气体的吸收峰对应的波数以及校正干涉信号的采样间距，分别确定检测吸收光谱和校正吸收光谱中吸收峰对应的第一波数和第二波数；S4、根据第一波数和第二波数对待校正的检测干涉信号进行波数漂移校正。本发明的校正精度高。

技术领域

本发明属于光谱校正技术领域，具体涉及一种傅里叶变换红外光谱仪波数漂移的校正方法及系统。

背景技术

傅里叶变换红外光谱技术作为一种综合性探测技术，近年来得以快速发展。大气中大多数的微量、痕量气体都是红外活性气体，在2～30μm波段范围内具有吸收和发射红外特征光谱的能力，上述波段称为中红外区指纹波段，对于光谱测量非常有利。

傅里叶变换红外光谱技术利用分光束干涉原理，将迈克尔逊干涉仪、调制技术与计算机技术结合，通过傅里叶变换的方法，实现由干涉图到光谱的还原；再根据得到的光谱学反演出待测气体的浓度。该技术在空气污染物监测中应用前景非常广泛。

基于傅里叶变换红外光谱技术的开路式气体分析仪广泛应用于工业园区周边，能实现工业园区环境质量的在线监测。工业园区周边的污染物成分复杂，各成分间的吸收光谱存在交叉干扰。虽然可以通过智能识别算法去除污染物之间的交叉干扰，达到精确定量的效果；但是，智能识别算法对光谱仪精度的依赖性很高，如果光谱仪波数稍有漂移就会导致测量结果偏差巨大。

因此，对光谱仪波数漂移定期自动校正对保证数据质量有着重要的意义。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的是提供满足前述需求的一种傅里叶变换红外光谱仪波数漂移的校正方法及系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种傅里叶变换红外光谱仪波数漂移的校正方法，包括以下步骤：

S1、开启校正光源，校正光源发出的红外光束经过校正气体室后进入光谱仪，光谱仪得到检测干涉信号；其中，校正气体室内充满氟化氢气体；

S2、对检测干涉信号以及光谱仪预设的校正干涉信号的数据列分别进行补零处理，之后再进行傅里叶变换，得到检测吸收光谱和校正吸收光谱；

S3、根据氟化氢气体的吸收峰对应的波数以及校正干涉信号的采样间距，分别确定检测吸收光谱和校正吸收光谱中吸收峰对应的第一波数和第二波数；

S4、根据第一波数和第二波数对待校正的检测干涉信号进行波数漂移校正。

作为优选方案，所述步骤S2中，对检测干涉信号以及校正干涉信号的数据列分别进行补零处理，具体包括：对检测干涉信号X(n)和校正干涉信号Y(n)的数据列的两端分别填入m位0数据，得到数据列X(n+2m)和Y(n+2m)；其中，m为正整数，n为采样点数；

之后再对数据列X(n+2m)和Y(n+2m)进行傅里叶变换，分别得到检测吸收光谱S(n+2m)和校正吸收光谱T(n+2m)。

作为优选方案，所述步骤S3中，氟化氢气体的吸收峰对应的波数设为4000cm^-1，校正干涉信号的采样间距A nm，则4000cm^-1对应光谱的第个数据；其中，·为取整符号。

作为优选方案，所述步骤S3中，分别确定检测吸收光谱和校正吸收光谱中吸收峰对应的第一波数和第二波数，包括：

在4000cm^-1对应光谱的第个波数附近取透光率最小值对应的波数：