[发明专利]一种基于吸光光度法的在线测量浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪器分析领域，特别是一种基于吸光光度法的在线测量浓度的方法。

背景技术

物质对光的选择性吸收，以液体为例，基本定律是朗伯比尔定律，它表明：当一束单色光通过含有系光物质的溶液后，溶液的吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。

在朗伯比尔定律的推导中，至少有三个假设是与实际不符的：第一：假设采用的光源是单色光；第二：入射光是平行光：第三：吸光粒子的行为相互无关，而且不论其数量和种类如何都是如此。此外，样品的预处理、测量的光程、杂散光的影响、噪声的影响、光谱宽度的影响、化学因素的影响以及其他因素的影响都会使定律发生偏移，特别在待测物浓度较低的时候温度也有较明显的影响。

对同一物质，浓度不同时，同一波长下的吸光度A不同，但其最大吸收波长的位置和吸收光谱的形状不变。虽然对于同一物质，在一定的波长下，随着浓度的增加，吸光度A也相应增加，但是不同波长处吸光度A增加的增幅是不同的，在最大吸收波长处，增幅最大。

光源光强随着时间、温度和工作电压等条件变化，但是他们的光谱形状是不会发生变化。光电转换器的转换能力随着波长的变化而变化；随着温度的变化，光电转换器的转换能力也会发生变化；光电转换器的转换能力不随着时间的推移而发生偏移。

在线自动分析仪器中，应用分光光度法的仪器，光源一般采用的是发光二极管，检测器一般采用的是光电池。发光二极管的光谱宽度一般都是几十纳米，并且常常不能够找到待测物最大吸收波长与发光二极管最强发光波长相吻合的发光二极管。发光二极管的发光光谱，最大发光光强处的波长和形状都不随着温度、时间等发生变化，但是峰高与时间、温度以及电压等因素有显著相关性。更重要的是，在线自动仪器不可能像实验室测试那样，每测试一组数据都会绘制一个标准曲线。在实际中，在线自动分析仪器一次标准曲线间隔一般都是以天为单位，昼夜间的误差对整个检测系统都有影响，而一天的工作时间对光源本身也有较明显的影响。在这种情况下，理论误差都比较大，如果在考虑机械误差、操作误差和随机误差，则整体误差就会更大，仪器数据可靠性降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中环境温度变化和光源谱宽对测量浓度产生的影响，而提供了一种基于吸光光度法的在线测量浓度的方法，采用本发明中的方法，能够在其他辅助装备情况下，有效减小由于光源谱宽、温度变化而产生的误差，从而提高在线分光光度法检测设备的可靠性、准确率和线性范围。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于吸光光度法的在线测量浓度的方法，包括以下步骤：

步骤一、在温度为T-Δt至T+Δt的条件下，建立发光单元的光源特征函数、比色单元待测液吸光度特征函数和光电转换单元特征函数；其中，T是依据待测液的显色反应对温度的敏感程度设定的温度，Δt是根据分光光度系统对温度的敏感程度设定的浮动温度；

步骤二、将发光单元、待测液比色单元和光电转换单元均设置在恒温腔内；

步骤三、建立工作标准曲线函数，具体如下：

(301)、控制发光单元、待测液比色单元和光电转换单元的实际温度设置在T-Δt至T+Δt之间；

(302)、计算浓度为C_i的标准溶液吸光度其中，i＝1,2,3,......n，n为大于3的整数；

(303)根据步骤一中已建立的比色单元待测液吸光度特征函数，计算工作标准曲线函数；具体如下：

(3031)、计算在入射光的波宽为1nm，光源峰值波长λ_a处的标准液标准曲线函数l_a(C,A)；

(3032)、根据步骤一中已建立的光源特征函数，计算在光源波宽从λ_b至λ_c情况下的标准液标准曲线函数l_b(C,A)；

其中，λ_b为波宽起始波长，λ_c为波宽终止波长；