[发明专利]一种基于多级信号校准的二极管阵列检测器及校准方法

权利要求书

1.一种基于多级信号校准的二极管阵列检测器，由光路部分和电路部分组成；所述电路部分包括信号采集电路、控制电路及计算机接口电路；所述的光路部分包括光源、光源聚焦透镜、石英窗口、样品池、狭缝、凹面平场光栅、滤光片、二极管阵列探测器及各部件的安装支架，其特征为：

所述光路部分还包括光路开关机构、池后聚焦透镜和平面反射镜，所述光路开关机构包括两种状态：允许光线通过和阻止光线通过，当需要校准探测器初始暗电流时，光路开关机构切换至阻止光线通过状态；当需要正常工作时，光路开关机构切换至允许光线通过状态，

其中，光源发出的光利用光源聚焦透镜进行汇聚，汇聚光线依次通过石英窗口和光路开关机构聚焦到样品池中心处，经样品吸收后，出射光利用池后聚焦透镜汇聚到狭缝处，通过狭缝的光线依次经过平面反射镜的反射及凹面平场光栅的分光，形成光谱并被二极管阵列探测器接收光谱的光强信息，所述二极管阵列探测器上设置有控温装置，所述的二极管阵列探测器的前端设置有滤光片结构，所述二极管阵列检测器的光路中设置有黑色挡板，

所述二极管阵列探测器的其中一端设置有染黑阵列单元，即若干个二极管被染黑，用于校准实时暗电流。

2.根据权利要求1所述的一种基于多级信号校准的二极管阵列检测器，其特征为：所述的二极管阵列探测器的阵列数为128、256、512、1024或2048中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于多级信号校准的二极管阵列检测器，其特征为：所述平面反射镜和所述凹面平场光栅均连接有调整支架，所述调整支架具有4个自由度，可在调试时实现左右偏转、上下偏转、沿轴旋转、沿轴前后位移操作。

4.一种利用权利要求1-3中任意一项所述的基于多级信号校准的二极管阵列检测器的校准方法，其步骤包括：

S01.对二极管阵列检测器的嵌入式程序进行通讯命令检测和分析，并判别该二极管阵列检测器配置的阵列类型；

S02.匹配该阵列类型所对应的曝光时间和采集频率；

S03.依据检测结果对应后台不同的程序处理分支进行独立的数据处理算法操作；

S04.在二极管阵列检测器反馈的阵列能量数据请求成功后，程序自动对能量数据进行解析和检测；

S05.核验通过后，程序判别数据ID数值，对能量数据进行暗电流校准操作，并临时存储用作背景数据，之后将能量数据进行初次滤波算法处理；

S06.测试开始后，控制板实时反馈能量数据，程序自动进行暗电流校准操作，并与S05的背景数据进行数据转化计算，得到吸光度的初始数据；

S07.程序依据得到的吸光度初始数据，自动读取二极管阵列检测器中存储的对应波长校准方程，将该方程的相关系数与吸光度初始数据进行专业算法处理得到采集波长对应的吸光度数值；

S08.根据使用需求设置内参比波长范围，将在内参比波长范围内采集的吸光度信号平均值作为参比值，对上述吸光度数值进行校准；

S09.内参比信号校准完成后，程序自动进行吸光度数据二次和三次滤波算法处理；

S10.上述操作完成后，向计算机输出校准完成后的检测数值。

5.根据权利要求4所述的校准方法，其特征为：所述暗电流校准操作方法为：信号采集电路同时采集接收到光谱能量信号以及染黑阵列单元的暗电流信号，将暗电流信号行进计算得到二极管阵列探测器的平均暗电流，并与采集到的光谱的能量信号进行实时校准。