[发明专利]一种复用CCD的双光路分光光度测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种复用CCD的双光路分光光度测量系统及方法，该系统包括：光源、一分二光纤、准直系统、样品池、会聚系统、分光系统以及CCD探测器；其中，光源发出的光经过所述一分二光纤分为两路光：测量光以及参考光；测量光依次经过准直系统、样品池、会聚系统以及分光系统后，照射在CCD探测器的像元上；参考光直接照射在CCD探测器的像元上；CCD探测器用于接收测量光的像元与用于接收参考光的像元彼此不重复。本发明的复用CCD的双光路分光光度测量系统及方法，提高了对物质定性与定量分析的检测精度，减小了系统体积。

技术领域

本发明涉及光度测量技术领域，特别涉及一种复用CCD的双光路分光光度测量系统及方法。

背景技术

紫外可见近红外吸收光谱法是利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度对物质进行分析测定的方法。根据朗伯比尔定律：

其中，A称为吸光度，I0是入射光的强度，I是透过光的强度，l是光在溶液中经过的光程即距离，c是吸收溶液的浓度，k为吸收系数。

根据朗伯比尔定律，通过测量吸光度可以计算出物质的浓度(含量)，广泛用于有机和无机物质的定性和定量测定。与其它化学方法相比，该方法灵敏度高、准确度好，操作简便，可实现快速、原位、在线测量。

在紫外可见近红外吸收光谱法进行测量时，光源一般选择氙灯或氘灯与钨灯相结合的形式。由于供电电流的波动以及长时间发光后光源自身的温度升高等因素，光源发出光的强度也会有所波动，无法保证其稳定与均一性。这对后续透射光的探测以及吸收率的换算会产生较大影响。同样，在接收端以CCD探测器为例，其也存在供电电流波动以及长时间工作后自身发热导致的基线漂移等现象，大大降低了探测的准确率与测量精度。

目前控制光源主要采用高精度恒流源提供电流、采用光功率负反馈控制光源功率和采用自适应算法控制光源电压。这类方法比较直观，可以从根本上提高光源稳定性，但需要加入恒流模块或者相应的负反馈电路，来保证其光源的输入电流稳定，从而保证其输出的光功率恒定，增加了仪器复杂性。减小CCD探测器的漂移情况，主要通过算法对一般的漂移规律进行拟合，但补偿效果有限，且大大增加实验和运算量。

另一种解决光源和电路系统的漂移与噪声的更常规的做法是将分光光度计设计成双光路，一路作为参比光，一路作为测量光，采用两个探测器或一个探测器再加上斩光调制器，这种双光路结构体积比较大，不适用于微小型分光光度计，尤其不适用于要求体积小的现场在线应用场合。

因此，针对现场在线应用的特点，急需设计一种用于吸收光谱法的能针对光源波动与CCD探测器漂移进行有效补偿的新的光度测量装置与方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种复用CCD的双光路分光光度测量系统及方法，能够针对光源波动与CCD探测器漂移进行有效补偿，提高对物质定性与定量分析的检测精度。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种复用CCD的双光路分光光度测量系统，其包括：光源、一分二光纤、准直系统、样品池、会聚系统、分光系统以及CCD探测器；其中，

所述光源发出的光经过所述一分二光纤分为两路光：测量光以及参考光；所述测量光依次经过所述准直系统、样品池、会聚系统以及分光系统后，照射在所述CCD探测器的像元上；所述参考光直接照射在所述CCD探测器的像元上；

所述CCD探测器用于接收测量光的像元与用于接收参考光的像元彼此不重复。

较佳地，所述参考光通过柔性光纤直接照射在所述CCD探测器的像元上。