[发明专利]一种全自动光谱采样建模系统及方法

说明书

本发明公开了一种全自动光谱采样建模系统及方法，涉及光谱技术领域，该系统中多通道光谱控制系统利用多工位的全自动光谱采集平台同时实现多个光谱采集设备和多个样品的全自动化扫描，电机控制系统控制全自动光谱采集平台实现工位切换，从而使多通道的光谱采集设备与多个样品形成遍历扫描方式，光谱采集效率高；不同的光谱采集设备对不同的样品采集到的光谱采集完成后输入到中心控制计算平台，中心控制计算平台根据不同的光谱采集设备的数据进行混合建模，建模自动化程度高，而且可以大大提高建模精度并且使模型抗干扰能力更强，可以提高采样和建模速度，降低人为误差，方便数据智能化管理。

技术领域

本发明涉及光谱技术领域，尤其是一种全自动光谱采样建模系统及方法。

背景技术

光谱仪是进行光谱研究和物质结构分析的光电仪器，其被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等领域的检测中。近红外光谱仪和拉曼光谱仪是目前常用的两种光谱仪，近红外光谱仪或拉曼光谱仪测量样品都需要建立数据库，近红外光谱仪可以使用数据库建立定量模型，拉曼光谱仪可以使用数据库建立定性模型，无论哪种类型的光谱仪都需要批量采集样品来训练机器，获取数据、建立模型最终预测的过程可以统称为建模。传统建模过程中，采集样品过程需要大量的人力物力去采集多种样品的光谱，耗时耗力，并且带有人员引入的操作误差，这势必造成模型精度损失。另外由于仪器批量制造过程中存在安装误差，台与台设备之间存在台间差，导致在一台机器上建立的模型转移到另外一台机器上存在转移误差，需要通过人工使用标定样品进行校准，过程繁琐，不适合仪器的批量制造和参数标准化。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种全自动光谱采样建模系统及方法，本申请可以同时实现多台光谱采集设备和多个样品的全自动遍历扫描，可以实现自动化的光谱采集过程、建模过程和台间校准过程，可以提高建模速度，降低人为误差，方便数据智能化管理。

本发明的技术方案如下：

一种全自动光谱采样建模系统，该全自动光谱采样建模系统包括全自动光谱采集平台、电机控制系统、多通道光谱控制系统以及中心控制计算平台，中心控制计算平台连接并控制电机控制系统和多通道光谱控制系统；全自动光谱采集平台包括定位基座、N个光谱采集设备、旋转盘和N个样品台，N≥2；旋转盘的转轴固定在定位基座上，旋转盘在旋转盘驱动电机的驱动下绕着转轴在水平方向转动，电机控制系统连接并驱动旋转盘驱动电机；N个光谱采集设备沿着旋转盘的周向设置并固定在定位基座上形成N个采集工位，N个光谱采集设备分别连接至多通道光谱控制系统；旋转盘上沿着周向设置有N个样品台，N个样品台的设置位置分别与N个采集工位对应，旋转盘在各个样品台的设置位置处开设有光谱采集口，位于每个采集工位处的样品台透过光谱采集口正对所在采集工位处的光谱采集设备；每个样品台中用于放置承载有待测样品的样品池，样品池设置有用于标识承载的待测样品的识别码，每个采集工位处安装有一个样品录入器，N个样品录入器分别连接至多通道光谱控制系统，每个采集工位处的样品录入器朝向旋转盘上位于采集工位处的样品台；

电机控制系统控制旋转盘驱动电机带动旋转盘依次转动至不同的采集位置，每个样品台在旋转盘转动至不同的采集位置时位于不同的采集工位处；在旋转盘转动至每一个采集位置时，旋转盘上的各个样品台分别位于一个采集工位处，多通道光谱控制系统通过每个采集工位处的样品录入器读取所在采集工位处的样品台中的样品池的识别码并通过每个采集工位处的光谱采集设备采集所在采集工位处的样品台中的样品池承载的待测样品的光谱，多通道光谱控制系统将每个采集工位处的光谱采集设备的标识码、识别码和光谱的对应关系发送给中心控制计算平台；中心控制计算平台根据从多通道光谱控制系统中获取到的数据按照预先布设的建模方法进行建模得到光谱模型。

其进一步的技术方案为，样品台为旋转台，电机控制系统为多通道电机控制系统，每个样品台的转轴固定在旋转盘上，每个样品台在样品台驱动电机的驱动下绕着转轴在水平方向转动，电机控制系统连接并驱动N个样品台驱动电机。