[发明专利]用于校准光谱仪的方法

说明书

本发明公开了一种用于校准光谱仪(3)的方法，该方法包括以下步骤：借助于光源(1)发送光，其中，光源(1)具有已知的且基本上在时间上稳定的发射光谱；接收该光来作为接收光谱；将接收光谱与发射光谱进行比较并且确定偏差；以及如果该偏差大于公差值，则在使用光谱仪(1)的后续测量期间考虑所确定的偏差。

技术领域

本发明涉及一种用于校准光谱仪的方法、包括光谱仪的测量系统、计算机程序以及计算机可读介质。

背景技术

将基于过程自动化中的光谱学来描述本发明背后的问题。光谱仪出厂时已进行波长校准。例如，这是由三次多项式限定的。波长校准可将检测器的各个像素分配给特定波长。

为了提供这一分配，必须在制造每个光谱仪之后对其进行校准。为此，将光谱仪连接到所限定的校准光源。在将校准光源连接到光谱仪之后，启动例程，该例程将校准光源的发射光谱映射到像素上。在样本情况下，然后计算符合预定顶峰的三次多项式。

光谱仪通常安装在测量系统中，该测量系统还包括诸如数据处理单元、对测量介质的限定通道之类的部件。

在光谱仪的使用寿命期间，由于机械应力、热应力、与老化相关的应力或其它应力，会导致光谱仪发生变化。于是，波长不再偏转到检测器的波长初始校准像素上，而是偏转到相邻像素上。取决于温度变化，这种影响也可能涉及若干像素。这种变化可能导致对波长的错误解读。于是，可能需要重复波长校准。为此，需要从过程中移除该测量系统，对其进行清洁并且如果需要的话将其拆除。将测量系统进行拆除有时被证明是较为困难的，因为光学部件可能会胶合。这是极为费时且昂贵的。

校准所需的校准光源通常仅设计为实验室光源。因此，光谱仪必须返回给制造商或服务合作伙伴，这需要付出很大的努力、随之而来的高昂成本以及测量站点长时间段的无法使用。作为替代，操作员可以购买或租赁校准光源，并且如果必要的话接受培训以执行校准。这种变化也是复杂且成本很高的。

发明内容

本发明的目的是提供光谱仪校准的简化。

该目的通过一种方法来实现，该方法包括如下步骤：通过光源发送光，其中，该光源具有已知的且基本上在时间上稳定的发射光谱；接收该光来作为接收光谱；将接收光谱与发射光谱进行比较并且确定偏差；以及如果该偏差大于公差值，则在使用光谱仪的后续测量期间考虑所确定的偏差。

这导致通过使用安装在测量系统中的光源来在具有光谱仪的测量系统中进行波长校准，而无需拆除光谱仪本身。

在这种情况下，光沿着待测量介质(即，测量介质)的方向从光源被发送。

一个实施例提供了该方法还包括如下步骤：如果所确定的偏差大于公差值，则执行调节。

一个实施例提供了光源的发射光谱与温度无关。因此，光源在每个温度下发射相同的发射光谱。

在一个实施例中，光源的发射光谱取决于温度。在这种情况下，首先执行光源的温度测量，并使用相应温度下的发射光谱。

一个实施例提供了光源的发射光谱相对于过程是温度稳定的。光源的发射光谱仅需要相对于该过程是温度稳定的。因此，如果该过程的温度(即待测量介质)不改变，则光源的发射光谱是否基本上与温度有关是无关紧要的，因为只有恒定的温度才是相关的。换言之，光源的温度是决定性的，并且对于该实施例必须是恒定的。然而，在例如变化的环境温度的情况下或在探针的预热期间，光源的温度可能会改变。然后，必须确定光源的温度，并且必须知道光源的可能与温度有关的发射光谱。

在一个实施例中，基于接收频谱的表征性特征来执行接收光谱与发射光谱的比较。通常，必须有可能从发射光谱的形状中推断出一个或多个波长。因此，所要求保护的方法对于如下所有光源都起作用：这些光源的发射光谱在发射范围内在光谱上并不恒定。