[发明专利]一种结合光谱内标的多因素校正拉曼光谱定量分析方法

说明书

本申请公开了一种结合光谱内标的多因素校正拉曼光谱定量分析方法，包括对待测物的拉曼峰进行光谱标定；分别测量待测物与内标物质的拉曼信号，并生成拉曼光谱；对拉曼光谱进行基线校正；根据基线校正后的拉曼光谱计算待测物、内标物质拉曼峰强；根据实际检测时的温度与标定时的温度，得到待测物与内标物质拉曼峰强的温度校正系数；综合考虑激光功率、光路变化、探测设备性能波动和温度因素，建立待测物拉曼峰强校正模型；对待测物拉曼峰强进行校正，计算得到待测物的浓度。本发明可通过光谱内标值对拉曼光谱法的测量结果进行多因素校正，可消除激光功率、积分时间、光路变动、探测器性能波动等因素的影响，最终实现拉曼光谱法高准确定量分析。

技术领域

本发明属于拉曼光谱物质检测技术领域，涉及一种结合光谱内标的多因素校正拉曼光谱定量分析方法。

背景技术

拉曼光谱物质检测法可同时测量多种混合物质，且选择性强，抗老化能力好，因此现已广泛应用于气体成分检测、液体成分分析、固体成分检测等领域。利用拉曼光谱法对待测物进行测量后，为获得待测物浓度或含量，需对测得的拉曼光谱进行定量分析。

目前拉曼光谱法的定量分析方法通常为峰强直接推算法，即直接利用测量得到的待测物峰强与待测物基准峰强进行比对，从而得到待测物的浓度或含量。然而，除了物质的浓度或含量外，拉曼谱峰的强度还会受到多因素的影响，如激光功率波动、温度变化、探测设备性能波动、光路准直变化等。

现有的拉曼光谱定量分析方法尚未考虑上述因素的影响，因此目前缺乏拉曼光谱高准确定量分析方法，这也制约了拉曼光谱法在有高准确定量检测需求的领域中的应用。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种结合光谱内标的多因素校正拉曼光谱定量分析方法，通过光谱内标值对激光功率波动、温度变化、探测设备性能波动、光路准直变化等因素进行校正，从而准确获取待测物的浓度或含量，实现拉曼光谱法的高准确定量分析。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种结合光谱内标的多因素校正拉曼光谱定量分析方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：对待测物的拉曼峰进行光谱标定，得到标准浓度待测物与内标物质的拉曼峰强：A₀与A_s0、待测物与内标物质拉曼峰强随标定温度T₀变化的规律；

步骤2：待测物与内标物质分别充入其对应样品室并分别测量待测物与内标物质的拉曼信号，并生成拉曼光谱；

步骤3：对步骤2的拉曼光谱进行基线校正；

步骤4：根据基线校正后的拉曼光谱计算待测物拉曼峰强A_m、内标物质拉曼峰强A_sm；根据实际检测时的温度T_m与标定时的温度T₀，得到待测物与内标物质拉曼峰强的温度校正系数k与k_s；

步骤5：综合考虑激光功率、光路变化、探测设备性能波动和温度因素，建立待测物拉曼峰强校正模型；

步骤6：采用待测物拉曼峰强校正模型对待测物拉曼峰强进行校正，计算得到待测物的浓度。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，步骤1中，内标物质根据具体待测物的成分确定，要求内标物质拉曼峰强满足设定要求，且内标物质拉曼峰与待测物质拉曼峰无重叠。

优选地，步骤2中，内标物质与步骤1采用相同浓度。

优选地，步骤2中，激光器发出的激光同时穿过装有待测物的样品室A和装有内标物质的样品室B；激光同时激发待测物和内标物的拉曼散射光；最终拉曼散射光进入光谱信号探测系统，并生成拉曼光谱。

优选地，步骤3中，采用非对称最小二乘法进行基线校正。