[发明专利]用于计量的光谱分析仪波长值溯源到自然基准的方法

说明书

技术领域

本发明属于光谱分析仪波长值的标定方法，特别是用于计量的光谱分析仪波长值溯源到自然基准的方法。

背景技术

光谱仪器是根据物质的特征光谱对物质进行定性和定量分析的仪器。目前，我国光谱分析仪器的检定规程是通过测定该仪器发射光谱的准确性来定义光谱分析仪器的准确性的。现行检定规程是用干涉滤光片检定光谱分析仪器谱线准确性的。随着这几年光谱分析仪器飞快的发展，各种光谱分析仪器已经成为理化分析的主要手段，作为光谱分析仪器的计量标准干涉滤光片越来越不能适应检定光谱分析仪器的要求，主要存在以下几个方面的问题：第一、干涉滤光片测量精度不能满足现代光谱分析仪器需要校准的技术指标，因为它的光谱带宽太大，作为标准器它的带宽指标(6-8nm)还不及许多被测光谱分析仪器的带宽指标(2nm以下)，自然界中原子谱线的基本宽度是0.001nm。第二、干涉滤光片测量范围及适用性不能满足新型光谱分析仪器的需要，现在开发使用的光谱分析仪器，光路结构变化多样，其数据采集及读取方式适应光路结构，也更加便捷，干涉滤光片就无法适应其变化，就无用武之地。第三、当分析仪器不读光能量，直接给出物质的浓度或物质的含量等终级指标时，各种滤光片都会失去作用；因为仪器的处理器不读光的强弱与光的透射比，即使滤光片放入被检仪器的光路中，仪器不能识别这种变化，使滤光片最终不能满足检定工作的需要。而且用干涉滤光片检定光谱分析仪的谱线准确性还存在量值传递中误差大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于计量的光谱分析仪波长值溯源到自然基准的方法，不仅能够减少量值传递中的误差，而且能够大大提高光谱分析仪波长的计量准确度。

本发明的目的是这样实现的：一种用于计量的光谱分析仪波长值溯源到自然基准的方法，在光谱分析仪内装有可更换的元素灯，开启元素灯，由光谱仪内的光谱扫描装置对元素灯的辐射光全频光谱进行扫描并将光强度信号输入计算机中，扫描结束后获得的全频光谱图同时显示在具有横、纵坐标的光谱显示屏上，其中横坐标代表波长的计量单位nm，纵坐标代表光辐射强度；从显示屏上的全频谱图的原子特征峰中选择峰值高、分辨清晰的1—7个峰值点，选取的这些点位于横坐标上的溯源频谱200nm—900nm范围内，以这些点作为参照点，通过计算机调整光谱分析仪使其计量坐标接近所说的参照点位置，即可对光谱分析仪的波长值进行标定并使之溯源到自然基准。

本发明的方法创造性地提出了用元素灯的谱线对光谱分析仪进行波长准确值标定，光谱分析仪内部的计算机程序将原子谱线记忆在机内，并且用准确的原子谱线检定工作中使用的光谱类仪器，进行光谱量值比对。原子灯的谱线是自然界中的基本物理单位，光谱分析仪的波长计量单位溯源到了基本物理单位，可以省却计量溯源链的中间环节，它直接溯源到了自然基准，这一方法减少了溯源和量值传递中的误差，大大提高了光谱分析仪波长值的计量准确度。本发明的方法改变了现阶段我国计量领域内广泛使用的传统检定方法和思维定式，是光谱分析仪谱线确定手段的一次创新，具有突出的创造性。

具体实施方式

实施例1：一种用于计量的光谱分析仪波长值溯源到自然基准的方法，在光谱分析仪内装有汞元素灯或钠元素灯或换用其它的元素灯，元素灯用以提供原子谱线。开启该元素灯，由光谱仪内的光栅或棱镜单色器对元素灯的辐射光全频光谱进行扫描并将光强度信号输入计算机中，扫描结束后获得的全频光谱图同时显示在具有横、纵坐标的光谱显示屏上，其中横坐标代表波长的计量单位nm，纵坐标代表光辐射强度。从显示屏上的全频谱图的原子特征峰中选择峰值高、分辨清晰的3个峰值点，选取的这些点位于横坐标上的溯源频谱200nm—900nm范围内，以这些点作为参照点，通过计算机调整光谱分析仪内的光栅位置使其接近所说的参照点。即通过计算机程序采用数值逼近方法逐渐逼近标准值，使光谱分析仪的光栅坐标接近所说的参照点位置。然后从手册中查得原子的特征峰标准值，即可对光谱分析仪的波长值进行标定并使之接近自然基准-原子谱线。上述步骤中的光谱扫描可以反复进行，直到能够达到满意地标定波长值的条件为止。

实施例2：一种用于计量的光谱分析仪波长值溯源到自然基准的方法，由光谱仪内的CCD电荷耦合器作光能量接受器对元素灯的辐射光全频光谱进行扫描并将光强度信号输入计算机中，扫描结束后获得的全频光谱图同时显示在具有横、纵坐标的光谱显示屏上，光谱的波长值均匀分布在CCD的像束坐标位置间，其中横坐标代表波长的计量单位nm，纵坐标代表光辐射强度；从显示屏上的全频谱图的原子特征峰中选择峰值高、分辨清晰的7个峰值点，选取的这些点位于横坐标上的溯源频谱200nm—900nm范围内，以这些点作为参照点，通过计算机调整CCD的像束坐标，由计算机程序采用数值逼近方法逐渐逼近标准值，使光谱分析仪的CCD像束坐标接近所说的参照点位置。原子的特征峰标准值可以在相关手册中查到。即可对光谱分析仪的波长值进行标定并使之接近自然基准-原子谱线。