[发明专利]一种光谱连续背景去除装置、系统和方法

说明书

本发明实施例提供一种光谱连续背景去除装置、系统和方法，该光谱连续背景去除装置应用于包括激光器、光谱仪和载物台的LIBS系统，所述光谱连续背景去除装置包括偏振器，所述偏振器设置于所述载物台与所述光谱仪的采集头之间，所述载物台上放置有定标样品集，其中，所述偏振器用于实现对不同偏振态的光谱的分离，所述载物台、所述偏振器和所述采集头共线。本发明通过对光谱连续背景去除装置和系统的巧妙设计，能够通过选取偏振器的最佳转动角度，实现对光谱中连续背景的滤除。

技术领域

本发明涉及光谱分析技术领域，具体而言，涉及一种光谱连续背景去除装置、系统和方法。

背景技术

在现有的光谱连续背景去除方面，常用的方法一般是采用小波变换去除连续背景，其核心思想是认为光谱是由高频率部分(噪声)、低频率部分(背景)和中间频率(独立谱线信号)三种频率信息组成，去背景的核心思想就是去除光谱信号中的低频分量。然而，由于激光诱导击穿光谱的复杂性，光谱信号和连续背景不能简单的靠频谱分析区分开来，而且，如果小波变换去背景的参数选择的不恰当，会造成过度的扣除背景的现象，从而引起更大的分析误差。同时，由于去背景算法的复杂性，电脑运算周期比较长，如果算法复杂有时候可能会运算几个小时之后才能得出结果，这个给工业现场的快速检测带来了很大的不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光谱连续背景去除装置、系统和方法，能够有效解决上述问题。

本发明较佳实施例提供一种光谱连续背景去除装置，应用于包括激光器、光谱仪和载物台的LIBS系统，所述光谱连续背景去除装置包括偏振器，所述偏振器设置于所述载物台与所述光谱仪的采集头之间，所述载物台上放置有定标样品集，其中，所述偏振器用于实现对不同偏振态的光谱的分离，所述载物台、所述偏振器和所述采集头共线。

在本发明较佳实施例的选择中，所述光谱连续背景去除装置还包括电机，所述电机与所述偏振器连接，以用于驱动所述偏振器中的偏振片按照预设角度转动。

在本发明较佳实施例的选择中，所述光谱连续背景去除装置还包括位移平台，所述载物台放置于所述位移平台上，其中，所述位移平台用于带动所述载物台位移。

在本发明较佳实施例的选择中，所述光谱连续背景去除装置还包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜，所述第一聚焦透镜设置于所述载物台与所述激光器之间，所述第二聚焦透镜设置于所述载物台与所述偏振器之间。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第一聚焦透镜、所述激光器和所述载物台共线，所述第二聚焦透镜、所述载物台和所述偏振器共线。

本发明较佳实施例还提供一种光谱连续背景去除系统，包括LIBS系统和上述的光谱连续背景去除装置，所述光谱连续背景去除装置可拆卸的安装于所述LIBS系统中。

本发明较佳实施例还提供一种光谱连续背景去除方法，应用于包括光谱连续背景去除装置和LIBS系统的光谱连续背景去除系统，所述LIBS系统包括光谱仪和数据处理设备，所述光谱连续背景去除方法包括：

基于偏振器的初始状态，以预设角度为步进单位转动所述偏振器，直到所述偏振器的转动角度达到预设值则停止转动；

通过光谱仪上的采集头采集所述偏振器每转动所述预设角度时的光谱并发送给数据处理设备形成光谱数据集；

从所述光谱数据集中的每个光谱中选取目标元素的谱线中连续背景最高的预设数量条谱线作为目标谱线；

基于不同转动角度对应的多个目标谱线，从该多个目标谱线中选取满足预设需求的目标谱线，并将该满足预设需求的目标谱线对应的转动角度作为去除光谱连续背景的最优参数。

在本发明较佳实施例的选择中，从该多个目标谱线中选取满足预设需求的目标谱线的步骤包括：

分别计算各目标谱线的谱线信背比以得到与各所述光谱数据一一对应的多个谱线信背比；