一種拉曼光譜修正系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及拉曼光譜分析領域，尤其涉及一種拉曼光譜修正系統及方法。
【背景技術】
[0002]拉曼光譜是被測物質本身的特性，實現對物質的無損檢測。但實際上，不同的環境會引起不同的檢測特性，經研究發現，溫度壓強光照都會極大影響拉曼光譜檢測，但是現階段沒有比較好的處理方式，因為引起此現象原因有時候不是光譜儀本身的問題，不同的環境物質會產生不同形變，所以必須對于不同的環境有相應的調節方式，才能更加準確的測量物質光譜信息。現有技術中存在多種對拉曼光譜的校正技術，如一種現有技術公開了一種可自校正的全分布式光纖拉曼溫度傳感器，在傳感光纖末端連接一個由3dB親合器和自動偏振控制器構成的光纖環鏡；調整光纖環鏡的反射率，使前向傳輸的光在傳感光纖末端發生全反射，從而獲得正反兩束具有相同中心波長的反斯托克斯光信號。測量反斯托克斯光信號的光強可實現對溫度的測量;通過對正反兩束反斯托克斯光信號進行相乘運算處理，可對光纖自身由于吸收、彎曲、應變等帶來的損耗進行自校正。但該技術只是針對溫度單一條件進行自校正。
[0003]又如另一種現有技術公開了一種帶定位功能的拉曼光譜儀，包括拉曼激光光源、拉曼探頭、分光系統、光電探測模塊、主控單元以及定位模塊，具有高精度、高分辨率的拉曼光譜探測能力;拉曼探頭的激光輸入端與拉曼激光光源連接，拉曼探頭的激光輸出端與分光系統連接;分光系統輸出的光信號經光電探測模塊進入到主控單元中；主控單元對光電探測模塊采集到的拉曼信號進行處理，將采集到的拉曼數據與數據庫中的拉曼數據進行對比，分析探測結果。但該技術只是在拉曼光譜儀設計中集成定位技術。
[0004]即上述現有技術對拉曼光譜的校正功能單一，不能實現多方面的校正。
【發明內容】
[0005]本發明旨在解決上面描述的問題，提供能夠對拉曼光譜進行自動修正的系統及方法。
[0006]根據本發明的第一方面，提供一種拉曼光譜修正系統，包括:拉曼單元、信號處理器、氣壓傳感器及溫濕度傳感器；
[0007]所述氣壓傳感器用于檢測當前氣壓及海拔值，并將氣壓/海拔值發送至所述信號處理器；
[0008]所述溫濕度傳感器用于檢測當前溫度及濕度值，并將溫濕度值發送至所述信號處理器；
[0009]所述信號處理器用于根據接收的氣壓值及溫濕度值對拉曼單元檢測的被測物質的拉曼光譜進行修正。
[0010]進一步地，所述系統還包括至少一個衛星定位模塊及云數據庫；
[0011]所述衛星定位模塊，用于對被檢測物質進行地理位置定位，并將定位的地理位置發送至所述信號處理器；
[0012]所述云數據庫，用于存儲各地理位置對應的拉曼光譜修正表；
[0013]所述根據接收的氣壓/海拔值及溫濕度值對拉曼單元檢測的拉曼光譜進行修正是指:信號處理器根據接收的地理位置查找所述云數據庫存儲的該地理位置對應的拉曼光譜修正表，根據所述氣壓/海拔值、溫濕度值查找對應的修正值，利用所述修正值對拉曼單元檢測的拉曼光譜進行修正。
[0014]進一步地，所述系統還包括至少一個可見光傳感器，用于對當前背景光進行檢測，并將檢測的熒光強度C2周期性地發送至所述信號處理器；
[0015]所述信號處理器還用于設置光強度閾值K，以及接收拉曼單元檢測的拉曼信號強度Cl與可見光傳感器檢測的熒光強度C2;當C2—Cl > K時，用C2—Cl替代拉曼單元檢測的拉曼信號強度，對拉曼光譜進行修正。
[0016]進一步地，所述信號傳感器還用于當接收的氣壓/海拔值、溫濕度值在所述拉曼光譜修正表中沒有對應修正值時，采用多項式擬合方法對修正表中的值進行擬合得到當前氣壓/海拔值、溫濕度對應的修正值。
[0017]進一步地，所述系統還包括光譜數據庫、顯示設備；
[0018]所述光譜數據庫，用于存儲光譜圖及對應物質信息；
[0019]所述信號處理器，還用于完成對拉曼光譜的修正后向所述光譜數據庫查詢修正后的拉曼光譜所符合的光譜圖及對應物質信息，并將查詢結果發送至所述顯示設備顯示。
[0020]根據本發明的另一方面，提供一種拉曼光譜修正系統，包括:拉曼單元、信號處理器及至少一個可見光傳感器；
[0021]所述可見光傳感器，用于對當前背景光進行檢測，并將檢測的熒光強度C2發送至所述信號處理器；
[0022]所述信號處理器設置光強度采集閾值K，以及接收拉曼單元檢測的拉曼信號強度Cl與可見光傳感器檢測的熒光強度C2;當C2—Cl 時，用C2—Cl替代拉曼單元檢測的拉曼信號強度，對拉曼光譜進行修正。
[0023]本發明還提供一種拉曼光譜修正方法，包括:
[0024]氣壓傳感器對當前氣壓/海拔值進行檢測并將氣壓/海拔值發送至信號處理器；
[0025]溫濕度傳感器檢測當前溫度及濕度值，并將溫濕度值發送至所述信號處理器；
[0026]所述信號處理器根據接收的氣壓/海拔值及溫濕度值對拉曼單元檢測的被測物質的拉曼光譜進行修正。
[0027]進一步地，所述方法還包括，衛星定位模塊對被檢測物質進行地理位置定位，并將定位的地理位置發送至所述信號處理器；
[0028]云數據庫存儲各地理位置對應的拉曼光譜修正表；
[0029]所述根據接收的氣壓/海拔值及溫濕度值對拉曼單元檢測的拉曼光譜進行修正是指:信號處理器根據接收的地理位置查找所述云數據庫存儲的該地理位置對應的拉曼光譜修正表，根據所述氣壓/海拔值、溫濕度值查找對應的修正值，利用所述修正值對拉曼單元檢測的拉曼光譜進行修正。
[0030]進一步地，所述方法還包括:
[0031]可見光傳感器對當前背景光進行檢測，并將檢測的熒光強度C2周期性地發送至所述信號處理器；
[0032]所述信號處理器設置光強度閾值K，以及接收拉曼單元檢測的拉曼信號強度Cl與可見光傳感器檢測的熒光強度C2;當C2—Cl 時，用C2—Cl替代拉曼單元檢測的拉曼信號強度，對拉曼光譜進行修正。
[0033]進一步地，所述方法還包括:
[0034]當接收的氣壓/海拔值、溫濕度值在所述拉曼光譜修正表中沒有對應修正值時，所述信號傳感器采用多項式擬合方法對修正表中的值進行擬合得到當前氣壓/海拔值、溫濕度對應的修正值。
[0035]進一步地，所述方法還包括:
[0036]光譜數據庫存儲光譜圖及對應物質信息；
[0037]所述信號處理器完成對拉曼光譜的修正后向所述光譜數據庫查詢修正后的拉曼光譜所符合的光譜圖及對應物質信息，并將查詢結果發送至所述顯示設備顯示。
[0038]本發明還提供一種拉曼光譜修正方法，包括:
[0039]可見光傳感器對當前背景光進行檢測，并將檢測的熒光強度C2發送至信號處理器；
[0040]所述信號處理器設置光強度采集閾值K，以及接收拉曼單元檢測的拉曼信號強度Cl與可見光傳感器檢測的熒光強度C2;當C2—Cl 時，用C2—Cl替代拉曼單元檢測的光強度，對拉曼光譜進行修正。
[0041]本發明方案通過氣壓傳感器及溫濕度傳感器檢測的當前氣壓/海拔值及溫濕度值，去對照拉曼修正表查找相應溫濕度及氣壓的下的拉曼偏移校正值，從而起到對物質拉曼光譜自動校正的作用。還能通過可見光傳感器對背景光強度進行檢測，從而去除拉曼光譜中的背景光熒光值進一步實現校正。
[0042]參照附圖來閱讀對于示例性實施例的以下描述，本發明的其他特性特征和優點將變得清晰。
【附圖說明】
[0043]并入到說明書中并且構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，并且與描述一起用于解釋本發明的原理。在這些附圖中，類似的附圖標記用于表示類似的要素。下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，而不是全部實施例。對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0044]圖1示例性地示出了本發明拉曼光譜修正系統的結構圖；
[0045]圖2示例性地示出了本發明拉曼修正表；
[0046]圖3示例性地示出了本發明拉曼光譜修正的流程圖。
【具體實施方式】
[0047]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
[0048]本發明中應用了多個傳感器實現拉曼光譜儀的自修正功能，通過衛星定位模塊返回采集的地理信息，由云數據庫包含這些地理信息對氣壓/海拔值、溫濕度的一些對應信息，交給信號處理器進行匹配對應，給出一個真實的系統校準值，通過此校準值對光譜的拉曼偏移進行系統校正。
[0049]實施例一
[0050]本實施例提供一種拉曼光譜修正系統，如圖1所示，該系統包括拉曼單元、信號處理器、氣壓傳感器、溫度傳感器、至少I個可見光傳感器、至少I個衛星定位模塊、光譜數據庫、云數據庫;其中:
[0051]衛星定位模塊用于定位設備的地理位置，并將地理位置返回給信號處理器；
[0052]氣壓傳感器，用于檢測當前氣壓值及海拔值，并將氣壓/海拔值發送至信號處理器；
[0053]溫濕度傳感器，用于檢測當前溫度及濕度，并發送至信號處理器；
[0054]可見光傳感器，用于檢測背景光強度(采用熒光值記錄背景光強度)，并周期性地將檢測的熒光強度C2發送至信號處理器；
[0055]信號處理器，用于收到地理位置后，根據該地理位置向云數據庫查詢當前地理位置對應的拉曼光譜修正表;還用于接收氣壓傳感器發來的氣壓/海拔值，以及接收溫