[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

说明书

本发明涉及液相色谱系统的检测技术，具体的说是一种基于多级信号校准的二极管阵列检测器及校准方法，本发明利用光路开关机构的自动化控制和染黑阵列单元实现暗电流校准以及利用信号采集电路的内参比功能，对采集到的光谱信号进行实时校准，解决了二极管阵列检测器仪器的噪声和漂移信号较高，测量结果准确度低的问题，实现了对仪器光谱信号的实时校准，提高了检测结果的准确度。

技术领域

本发明涉及液相色谱系统的检测技术，具体的说是一种基于多级信号校准的二极管阵列检测器及校准方法。

背景技术

对于液相色谱分析来说，绝大多数被测物质具有紫外吸收，因而基于朗伯比尔定律的光吸收型紫外检测器是液相色谱系统应用最广的选择性检测器之一。从光路结构上看，根据分光装置与样品池相对位置的不同，这类检测器又可分为紫外可见检测器和二极管阵列检测器。前者先对复合光进行分光，由单色光照射样品，得到样品某波长下的吸光度信息，后者是用复合光照射样品，将透射光进行分光，得到样品在全部分光波长范围内的吸光度信息。由于二极管阵列检测器能够在分析过程中实时获得样品全波段范围内的光谱图，因此定性能力显著优于紫外可见检测器，在生物样品、中草药等复杂样品的分析中具有广泛应用，并且能够区分假阳性现象。

信号噪声和漂移是二极管阵列检测器的重要指标参数，会直接影响仪器的灵敏度。而能够影响噪声和漂移的因素较多，例如：信号的噪声主要来自于光路噪声和电子噪声。光路噪声往往与光源的能量波动、仪器内活动部件带来的震动、光学元件的紧固方式、样品池内流体的流动以及杂散光等因素有关；电子噪声往往与电磁干扰、信号处理方式、阵列探测器性能、阵列探测器及电路板的温度等因素有关；漂移主要与样品池的温度、样品池流路设计、探测器温度控制、仪器风道设计等因素有关。对上述这些因素进行优化，是提升二极管阵列检测器性能的关键

提升光通量是降低噪声影响的有效方法之一。在二极管阵列检测器的光路系统中，光通量越高，噪声的影响越低。通常情况下，光路设计中的像色差越小，光通量越高。为了减小像色差，一些技术中使用多镜片组合成的透镜组作为光路中的聚焦装置。理论计算表明，优化后透镜组的像色差小于单一透镜带来的像色差，但设计难度与加工成本远高于单一透镜的设计。

为了降低光路系统的杂散光，现有技术往往通过光路系统内壁染黑来解决，但内壁染黑的解决方式只有当杂散光有可能照射在内壁时才能起作用，若杂散光不接触内壁而直接照射在探测器上，则内壁染黑的方式无法消除这部分杂散光。电路中的电子噪声与温度直接相关，电路板的温度越高，电子噪声水平越高，设置电磁屏蔽只能减小外源的噪声影响，无法降低电路内源的电子噪声。

信号的漂移除了与温度的变化有关以外，还与使用过程中的流动相变化等其他因素有关，只从温度变化角度进行优化，漂移的改善水平有限。

中国专利文献CN1160569C公开了一种全封闭式二极管阵列检测器及其控制方法，该设备包括光路部分和电路部分；所述光路部分中氘灯与聚焦透镜组集合，凹面全息光栅与光电二极管阵列集合，其间以光纤连接，使整个光路部分成为整体；电路部分包括信号采集电路、控制电路及计算机接口电路；这种全封闭式整体结构可保证系统的稳定性，增强系统的抗干扰能力。通过透镜组数的减少，提升光谱分辨率、信噪比和灵敏度。但该设备不存在自动校准校准机构及校准过程，仪器的噪声和漂移信号较高，且需要人为更换透镜，存在人为误差，因此仪器所得的检测结果准确度低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种基于多级信号校准的二极管阵列检测器及校准方法，本发明利用光路开关机构的自动化控制和染黑阵列单元实现暗电流校准以及利用信号采集电路的内参比功能，对采集到的光谱信号进行实时校准，解决了二极管阵列检测器仪器的噪声和漂移信号较高，测量结果准确度低的问题，实现了对仪器光谱信号的实时校准，提高了检测结果的准确度。