[发明专利]基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法和系统

权利要求书

1.基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

对变压器油的拉曼光谱进行求导获得其导数光谱以识别尖峰，利用导数光谱尖峰特征点拟合三次平滑曲线以剔除并填补拉曼光谱尖峰区域。

2.根据权利要求1所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤1：采集实际运行变压器油样，获取变压器油的原始拉曼光谱；

步骤2：对原始拉曼光谱进行一阶求导获得其一阶导数光谱；

步骤3：根据一阶导数光谱曲线上各谱峰的正极值点、负极值点间距识别导数光谱中宇宙射线导致的尖峰；

步骤4：基于尖峰两侧特征数据点拟合用于描述尖峰局部基线的三次平滑曲线；

步骤5：采用三次平滑曲线代替尖峰上的点，实现拉曼光谱尖峰去除。

3.根据权利要求2所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

步骤3所述正极值点分别是指谱峰上光谱曲线上升速度最快的点，其位于上升沿峰脚与峰顶点之间，具体在波峰对应拉曼频移值x₁处；

所述负极值点是谱峰上光谱曲线下降速度最快的点，其位于下降沿峰脚与峰顶点之间，具体在波谷对应拉曼频移值x₂处。

4.根据权利要求3所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

步骤3包括：

步骤301：获取一阶导数光谱曲线上各谱峰的波峰、波谷对应拉曼频移值x₁、x₂，并求解各谱峰x₁与x₂的差值绝对值x；

步骤302：逐个判断各谱峰是否为尖峰：若x＜阈值，则对应谱峰为非尖峰；若x≥阈值，则对应谱峰为尖峰。

5.根据权利要求4所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

所述阈值为4cm^-1。

6.根据权利要求3所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

步骤4：获取尖峰在原始拉曼光谱中峰宽最大值时对应波数值x₃、x₄，利用尖峰的x₁、x₂、x₃、x₄及其相对拉曼强度拟合三次平滑曲线并根据最佳拟合优度确定三次平滑曲线的待定参数。

7.根据权利要求6所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

步骤4中，利用尖峰的x₁、x₂、x₃、x₄及其相对拉曼强度拟合如下三次平滑曲线：

y_i＝ax_i³+bx_i²+cx_i+d (1)

式中，x_i为波数值，y_i为x_i相对拉曼强度，i取值范围为1,2,3,4；

a、b、c、d均为待定参数。

8.根据权利要求7所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

所述根据最佳拟合优度确定三次平滑曲线的待定参数是指：

以拟合出的三次平滑曲线与x₁、x₂、x₃、x₄数据点的均方误差最小作为标准来确定待定参数a、b、c、d。

9.根据权利要求8所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法，其特征在于：

所述均方误差的计算方式为：

式中，为拟合出的三次平滑曲线在所选取数据点位置的拉曼强度预测值。

10.基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除系统，其特征在于：

所述系统用于实现权利要求1-9任意一项所述的基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法。