[发明专利]光谱仪数据漂移补偿方法

说明书

本发明提供一种基于光谱仪数据漂移的补偿方法，包括：获取光谱仪的背景光谱与吸收光谱；根据待测气体选择与其对应波段范围的吸收光谱，采用数据归一化处理吸收光谱对其进行纵向校正补偿；采用Doas技术测量计算测试气体下的差分光学厚度；对比吸收截面与差分光学厚度的波形计算两者间的横向偏移量；以吸收截面为参考按照横向偏移量平移差分光学厚度直到吸收截面与差分光学厚度的波形对齐为止；根据最小二乘法计算待测气体浓度。本发明对待测气体的吸收光谱数据分别进行纵向补偿和横向补偿，测量待测气体浓度更加精准，不需要针对每台光谱仪做大量地试验数据，减少了补偿校正的工作量，提高了效率；其通用性强，移植性高，可大面积推广使用。

技术领域

本发明属于光谱补偿技术领域，特别是涉及一种基于光谱仪数据漂移的补偿方法。

背景技术

光谱仪是以光电探测器检测谱线对应波长位置及强度的装置，是紫外差分吸收光谱技术等光谱吸收技术仪器的核心部件。随着国家对烟气排放标准的不断提高，现有的红外分析仪器和常规的紫外差分吸收光谱技术已经很难满足烟气分析的低检测限、高灵敏度和高分辨率等要求，这对长时间连续运行情况下，紫外差分吸收光谱分析仪器核心部件一光谱仪的稳定性提出了更高的要求。现有光谱仪数据补偿的方式有两种，第一种，将光谱仪置于稳定的工作环境中，在光谱仪外加一个可控温箱，使其处于稳定的温度环境，可定期对分析仪器校准标定；第二种，即相对位置偏移补偿，选择相对稳定的波长作为参考坐标，将其偏移量、偏移系数来补偿其它波长点的偏移量。

然而，第一种补偿方式将光谱仪长期置于可控温箱，温度环境超出了光谱仪的可用温度范围，影响光谱仪的使用寿命，随着时间推移容易让固件成本发生变化；第二种补偿方式，需要提前做大量试验数据，而且光谱仪本身存在差异，导致可移植性非常差，增加了补偿的工作量，降低了工作效率，无法在多种平台上进行推广。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于光谱仪数据漂移的补偿方法，用于解决现有技术中光谱仪在补偿时，可移植性差，补偿效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于光谱仪数据漂移的补偿方法，包括：

步骤1，获取光谱仪的背景光谱与吸收光谱，其中，所述背景光谱为通入标准气体时的光谱数据，所述吸收光谱为通入测试气体时的光谱数据；

步骤2，根据待测气体选择与其对应波段范围的吸收光谱，采用数据归一化处理吸收光谱对其进行纵向校正补偿；

步骤3，采用Doas技术测量计算测试气体下的差分光学厚度；

步骤4，对比吸收截面与差分光学厚度的波形计算两者之间的横向偏移量；

步骤5，以所述吸收截面为参考按照所述横向偏移量平移差分光学厚度直到吸收截面与差分光学厚度的波形对齐为止；

步骤6，根据最小二乘法计算补偿后的光谱数据的待测气体浓度。

如上所述，本发明的基于光谱仪数据漂移的补偿方法，具有以下有益效果：

本发明通过对待测气体的吸收光谱数据分别进行纵向补偿和横向补偿，使得经过补偿的数据测量的待测气体浓度更加精准，同时，本方法不需要针对每台光谱仪做大量地试验数据，减少了补偿校正的工作量，提高了补偿的效率；另外，其通用性强，可移植性高，可大面积推广到各种平台，针对各种浓度均可使用。

附图说明

图1显示为本发明提供的一种基于光谱仪数据漂移的补偿方法流程图；

图2显示为本发明提供的一种基于光谱仪吸收截面与差分光学厚度的光谱数据图。

具体实施方式