[发明专利]一种基于DMD的色散原子荧光多通道同时检测方法

说明书

本发明涉及一种基于DMD的色散原子荧光多通道同时检测方法，该方法以基于DMD的色散原子荧光检测系统为基础，对多通道原子荧光进行同时检测，可以避免原子荧光的不同时间检测对光强度产生的影响，减小噪声影响，提高稳定性，同时节省目标元素溶液，目标元素溶液可以集中在一起进行检测。在一次样品检测过程中，根据每种待测元素的浓度确定激发光源组合方式，对待测元素同时进行激发，能够有效的避免不同元素浓度差异导致的误差。根据谱峰荧光强度补偿系数对谱峰存在重叠的待测元素的谱峰荧光强度进行补偿，能够解决因谱峰重叠造成的谱峰吸收问题，有效的避免道间干扰，从而可以准确确定待测元素的实际含量，检测精度高。

技术领域：

本发明属于原子荧光光谱技术领域，具体涉及一种基于DMD的色散原子荧光多通道同时检测方法。

背景技术：

原子荧光光谱法是一种对目标元素基态原子受到特定频率辐射光激发产生的荧光光谱进行采集、处理、分析并最终获得元素定性定量信息的检测方法，原子荧光光谱仪是基于此方法设计生产的。现有原子荧光技术中，采用氢化物发生的方法使目标元素反应生成相应的氢化物，与难原子化易产生金属氧化物的高温元素分离以消除对目标元素测试的干扰。但能被氢化物分离的元素只有砷、锑、铋、汞等12种无机重金属元素。原子荧光光谱仪目前广泛应用于环境监测、食品卫生、水质监测等领域。

现有的原子荧光光谱仪都为非色散原子荧光光谱仪，测量目标元素的原子荧光总量，具有可以检测广泛波长、灵活性大、速度快、灵敏度高、背景低、多通道同时检测等优势，但是由于非色散原子荧光光谱仪光学系统存在光谱干扰问题，使得有些元素无法得到准确的测量结果。为解决以上问题，进而提供基于DMD的原子荧光光谱仪。

DMD是由美国德州仪器公司开发设计的数字微镜装置，是一种微电机系统，同时作为反射式光调节器，可实现空间光的快速选择。目前是精度最高、速度最快的光开关，以DMD为核心器件的数字光处理技术目前已经广泛应用在光学投影、光学度量、光纤网络和光谱分析等领域，具有良好的应用发展和广泛的市场前景。

每一片DMD上都集成了近百万片微反射镜(以0.7寸XGA DMD为例，由1024*768个微反射镜组成微镜阵列)，每一个正方形微反射镜的宽度仅为13.68μm，间隔0.1μm，每秒钟翻转速率最高可高达20000次，由FPGA控制信号的加载和微镜的转动，每一片微镜反射镜可以翻转的工作角度为+12°和-12°，通过控制不同反射镜的翻转可以实现对反射光谱信息的调制，比如应用在色散荧光检测中我们控制微镜的+12°翻转将入射光反射到检测器上，并设定此方向状态为开态，控制微反射镜-12°的翻转可以入射光反被吸收消除，并设定此方向状态为关态。

DMD的控制模式包括自动控制模式和手动控制模式，其中手动控制模式包括全谱选择模式和单波段选择模式。在自动控制模式中，分别针对特定的多种元素预先设置DMD的翻转起始点、同时翻转列数、翻转间隔列数、翻转次数、翻转重复次数、单次翻转滞留时间；在全谱选择模式中，设置DMD的同时翻转列数、翻转间隔列数、翻转重复次数、单次翻转滞留时间默认值；全谱选择模式中，DMD起始点默认为第一列，终止点默认为最后一列；在单波段选择模式中，针对目标元素对DMD翻转起始点、同时翻转列数、翻转间隔列数、翻转次数、翻转重复次数、单次翻转滞留时间参数进行自定义设置。

传统的原子荧光多通道检测方法是，测定多个元素时，需要采用特定时序脉冲轮流点亮多个HCL(hollow cathode lamp，空心阴极灯)对原子化器照射，使其产生不同时的多通道原子荧光进入到非色散原子荧光检测系统，数据处理系统将按时间顺序生成不同元素的荧光强度信息而非荧光谱图。这种方法的缺点是：检测效率低，检测用时较长，浪费目标元素溶液，对每一种元素的荧光波长信息无法准确的分析，同时由于原子化器每一刻产生的含有目标元素的氩氢火焰强度不一样，以及载气和水蒸气等造成的散射干扰影响影响，导致不同时检测的结果会存在一些微小偏差，检测精度结果有待提高。

发明内容：