CN112098392B - 一种β-胡萝卜素无损检测方法及装置 - Google Patents

一种β-胡萝卜素无损检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种β‑胡萝卜素无损检测方法及装置。解决现有技术中的对人体内类胡萝卜素检测耗时又费成本的问题。装置包括激光模块、拉曼光学模块、微处理模块和显示模块，激光模块。通过收集皮肤表面反射的激光获取拉曼激发光谱信号；对拉曼激发光谱信号分布进行基线矫正、谱峰拟合，根据拟合后的函数计算峰面积；根据峰面积确定皮肤表面β‑胡萝卜素相对含量，获得人体健康和衰老程度。本发明通过检测皮肤表面的类胡萝卜素来体现人体讲课和衰老程度，方法无创、快捷，且智能便利。

Description

一种β-胡萝卜素无损检测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种光谱检测技术领域，尤其是涉及一种β-胡萝卜素无损检测方法及装置。
背景技术
类胡萝卜素(carotenoids)是一类重要的天然色素的总称，是体内维生素A的主要来源，同时还具有抗氧化、免疫调节、抗癌、延缓衰老等功效。
拉曼光谱(Raman spectra)，是一种散射光谱，是研究分子振动的一种光谱方法。
现代科学证实，人体的老化与细胞的氧化息息相关，而令细胞氧化的自由基是让人们衰老的原因之一，通过大量的血液和组织分析结果表明：人体内含有一种丰富的类胡萝卜素，作为一种抗氧化剂，类胡萝卜素可以减少自由基分子导致的损害。血液中类胡萝卜素的增加反映了身体内所有器官的类胡萝卜素的含量增加。
要想检测人体内类胡萝卜素的含量，需要抽取血样再用高压液相色谱的方法进行检测分析，且需在实验室内完成，获得结果的周期较长。这相对来说既耗时又费成本。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中的对人体内类胡萝卜素检测耗时又费成本的问题，提供了一种β-胡萝卜素无损检测方法及装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种β-胡萝卜素无损检测方法，包括，
通过拉曼光学模块收集皮肤表面反射的激光，获取拉曼激发光谱信号；
对拉曼激发光谱信号分布进行基线矫正；
将矫正后光谱进行谱峰拟合；
根据拟合后的函数计算峰面积；
根据峰面积确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量；
根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平，获得人体健康和衰老程度。本发明通过检测皮肤表面的类胡萝卜素来体现人体讲课和衰老程度，方法无创、快捷，且智能便利。本发明通过控制532nm绿光激光器激发皮肤表面的类胡萝卜素，产生共振拉曼光谱，拉曼光学模组采集拉曼光谱信号，通过测量拉曼光谱参数实现对人体内类胡萝卜素的无损检测。
作为一种优选方案，基线矫正过程包括将拉曼激发光谱的基线拉平到0基线位置。本方案基线矫正以便于信号数据处理，对后面进行谱峰拟合以及峰面积计算至关重要。
作为一种优选方案，谱峰拟合过程包括，
用voigt函数对谱峰进行拟合，采用以下公式将不同的函数进行拟合，不同参数通过不断迭代用最小二乘法得到误差的平方和最小值y，采用公式如下：
Figure GDA0003901033140000021
其中，y0为y的偏置，A为峰面积，wG为高斯函数半高宽，wL为洛伦兹函数半高宽，xc代表峰中心的波长，e为自然对数、t为积分变量、x为波长。
作为一种优选方案，峰面积计算过程包括，
根据voigt函数读取函数的峰值位置P1、P2；
在峰值位置P1、P2分别计算峰面积A1、A2，峰面积计算公式为，
A＝h×Wh/2
其中，h为峰顶到峰底线的垂直距离，Wh/2为峰高1/2处的峰宽。
作为一种优选方案，根据峰面积确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量过程包括，
采集纯度≥95％的β-胡萝卜素标准粉末进行拉曼光谱检测，确定不同浓度β-胡萝卜素的峰面积，得到β-胡萝卜素浓度和其拉曼光谱峰面积的关系；
根据β-胡萝卜素浓度和其拉曼光谱峰面积的关系，对比计算得到的峰面积，获取皮肤表面β-胡萝卜素相对含量。
作为一种优选方案，根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平过程包括，
根据皮肤和血浆类胡萝卜素浓度间的Spearman相关系数，获得β-胡萝卜素的相关系数为0.75，进而获取人体内β-胡萝卜素的水平。本方案根据《运用共振拉曼散射光谱法测定皮肤类胡萝卜素》，2006年6月发表于《环境与职业医学》，文章编号：1006-3617(2006)03-0204-03，皮肤和血浆类胡萝卜素浓度间的Spearman相关系数具有显著性，获得β-胡萝卜素的相关系数为0.75，由此可得到人体内β-胡萝卜素的水平。根据人体内β-胡萝卜素的水平来判断人体健康以及衰老程度。预先根据人体内β-胡萝卜素与健康的关系，将人体内β-胡萝卜素划分为几个范围，分别对应人体几种健康状态，如健康、良好、一般、偏差、非常差状态，将最终检测到的人体内β-胡萝卜素与范围进行比较，落入某个范围内，则获得对应的人体的健康状态。
作为一种优选方案，对在获取拉曼激发光谱信号后还进行噪声处理和预处理，
噪声处理过程包括，
将获取的信号与参考输入信号进行混频相乘，其中
获取的信号为：Vs＝Acos(ωst+θ)
参考输入信号为：
Figure GDA0003901033140000041
两式相乘得到
Figure GDA0003901033140000042
其中，A、B为信号的幅值，ω是信号是角频率，
Figure GDA0003901033140000043
是信号的相位角；
乘积的值里面含有直流项、2ω项，以及与Vr的乘积项，由于采用相干检测法，噪声与Vr的乘积项是不相关的，噪声与Vr的乘积项为0，剩下部分通过调节低通滤波器的带宽，滤除掉2ω项，剩下直流项，得到，
Figure GDA0003901033140000044
经过第二个相敏检测器后直流项为，
Figure GDA0003901033140000045
取
Figure GDA0003901033140000046
即获取的信号与参考输入信号的相位差，
得到X＝AB cos(ΔΦ)，Y＝AB sin(ΔΦ)，则最后输出信号的幅值R＝sqrt(X2+Y2)，theta＝ΔΦ＝antan(Y/X)；
预处理过程包括，
将噪声处理后的信号进行5阶多项式处理得到一个差分谐振拉曼谱，5阶多项式如下，
y＝a·x5+b·x4+c·x3+d·x2+e·x+f
其中[a,b,c,d,e,f]＝[-5.46221687768335×10-8,-7.79168323206748×10-5,0.0721823497520609,-19.4117742587709,2486.25827858228,59551169.32997222]。
本方案中噪声处理将原始光信号由强度转换成频率，把该信号通过锁相放大器滤除系统噪声，最后得到一个直流信号，等同于原始信号的直流分流，此时代表噪声的频率信号已经通过差分消除。预处理对信号进行5阶多项式处理消除信号中对检测信号的干扰。
一种β-胡萝卜素无损检测装置，包括激光模块、拉曼光学模块、微处理模块和显示模块，激光模块。拉曼光学模块和显示模块分别连接微处理模块，
微处理模块，对接收的拉曼激发光谱信号进行基线校正和定量分析，定量分析包括对拉曼激发光谱信号进行谱峰拟合，读取峰值位置，计算峰值位置峰面积，确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量，根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平。根据人体内β-胡萝卜素的水平获得人体健康和衰老程度。本发明激光模块用于发射激光并照射在皮肤表面。拉曼光学模块用于采集皮肤表面激发拉曼信号。显示模块用于显示β-胡萝卜素相对含量数字以及检测进度，显示模块包括又不限于液晶显示屏、手机APP、PC软件等。
作为一种优选方案，所述微处理模块包括处理单元、噪声处理单元、预处理单元，噪声处理单元连接预处理单元，预处理单元连接处理单元，拉曼光学模块连接噪声处理单元，处理单元连接激光模块、显示模块，
噪声处理单元，对拉曼光学模块检测出的信号进行去噪处理；
预处理单元，去噪处理后信号进行5阶多项式处理；
本方案中去噪处理单元由锁相放大器组成，预处理单元采用一块DSP或FPGA，用于消除信号中包含的皮肤表面受激荧光对检测信号的干扰。
作为一种优选方案，包括主体部和握柄部，在握柄部上设置有酒精喷洒部件，所述酒精喷洒部件包括控制按键、喷液口和储液瓶，在储液瓶上密封连接有压杆，压杆上端与控制按键之间设置有驱动连杆组件，压杆位于储液瓶内位置设置有活塞，压杆内设置有出液孔与出液瓶内部相连通，出液孔开口连接有出液管路，出液管路连接至喷液口上。本方案通过按压控制按键，控制按键通过驱动连杆组件带动压杆做竖直方向移动，压杆下移带动活塞下移，活塞压缩储液瓶，将酒精从出液孔内压出，通过喷液控喷出。本方案在装置内部防止了酒精喷洒部件，在检测前对皮肤进行酒精喷洒，增强了用户体验。
因此，本发明的优点是：通过检测皮肤表面的类胡萝卜素来体现人体讲课和衰老程度，方法无创、快捷，且智能便利。
附图说明
图1是本发明装置控制电路的一种结构框示图；
图2是本发明装置的一种结构示意图；
图3是本发明中拉曼光学模块的一种结构示意图；
图4是本发明中酒精喷洒部件未按压状态的一种结构示意图；
图5是本发明中酒精喷洒部件按压状态的一种结构示意图；
图6是本发明方法中预处理后光谱图像；
图7是本发明方法中极限校正后的光谱图像；
图8是本发明方法中谱峰拟合后的光谱图像。
1-激光模块 2-拉曼光学模块 3-微处理模块 4-显示模块 5-噪声处理单元 6-预处理单元 7-处理单元 8-信息传输模块 9-主体部 10-握柄部 11-控制按键 12-喷液口13-储液瓶 14-压杆 15-活塞 16-出液孔 17-摆杆 18-连接杆 19-短摆部 20-长摆部 21-出液管路 22-滑动导槽 23-滑块 24-隔板 25-喷液腔 26-储存腔 27-复位弹簧。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例一种β-胡萝卜素无损检测装置,如图2所示，装置为握把式，包括主体部9和握柄部10。在主体部的前端端面上设置有凹形槽，凹形槽中心设置有出射激光的探测孔，在探测孔周边端面上设置有硅胶层，该硅胶层为硅胶材质，在检测时将装置紧贴皮肤表面时，可以增加装置的亲肤性，减少对皮肤的伤害。主体部内设置控制电路，主体部上设置有电源开关，用于给控制电路供电和控制其工作，电源开关具体功能为：按一下打开电源，长按2s后松开，控制控制电路开始进行检测，检测完毕后再按一下关闭电源。为了方便用户和增强用户体验，在握柄部上设置有酒精喷洒部件。
如图1所示，控制电路包括激光模块1、拉曼光学模块2、微处理模块3、信息传输模块8和显示模块4，微处理模块对接收的拉曼激发光谱信号进行基线校正和定量分析，定量分析包括对拉曼激发光谱信号进行谱峰拟合，读取峰值位置，计算峰值位置峰面积，确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量，根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平。具体的微处理模块包括依次相连的噪声处理单元5、预处理单元6和处理单元7，拉曼光学模块与噪声处理单元连接，处理单元分别连接显示单元、激光模块、信息传输模块。
激光模块和拉曼光学模块共同构成装置的光学检测部分。激光模块为532nm绿光激光器，激光模块用于发射激光并照射在皮肤表面，激发皮肤表面的皮下组织中的类胡萝卜素，照射在皮肤上的光强度为0.5w(低于美国ANSI Z136.1-2000标准)；如图3所示，拉曼光学模块由532nm激光聚焦光路、散射拉曼信号收集光路构成。532nm激光聚焦光路包含激光、焦距为10cm的凸透镜，523nm二向色镜和物镜。散射拉曼信号收集光路包含凸透镜、物镜、532高通滤光片组和CCD。532高通滤片组包括3个性能一样的滤光片，可根据世界情况选择使用滤光片的个数。在532nm激光聚焦光路中采用凸透镜对激光器射出激光光束进行准直，通过532nm二向色镜，经物镜透镜组聚焦在皮肤表面上，激发拉曼信号。在散射拉曼信号收集光路中，采用物镜透镜组手机散射拉曼光，信号光经45°倾斜的二向色镜反射，由532nm高通滤片组将拉曼散射光中的短波背景信号滤除，通过凸透镜汇聚进入CCD，完成光谱信号采集。其中45°二向色镜的使用可以将激光引入光路并防止光线原路返回打在激光器上，同时仅反射532nm以上长波光的特性可以在光线进入滤光片之前提前滤除部分绿光。将此时CCD出来的信号发送至微处理模块进行处理。
处理单元由微处理器组成，微处理器用于采集和处理光线检测部分发出的信号以及设定CCD的积分时间，其中该积分时间为CCD探测到的信号光强度，其中CCD探测到的信号光强度＝CCD饱和强度值的70％-80％。同时微处理器用该积分时间控制激光器进行照射，激光器照射时间就等于积分时间。噪声处理单元由锁相放大器组成，对光学检测部分的输出信号进行去噪处理。预处理单元采用一块DSP或者FPGA，对去噪处理单元输出后的数据进行处理，消除数据中包含的皮肤表面受激荧光对目标信号数据的干扰。显示模块包括且不仅限于液晶显示屏、手机APP、PC软件等，用于显示β-胡萝卜素相对含量数字以及检测进度，进一步得到自身健康和营养信息数据；显示模块设置在主体部上，方便用户在使用过程中查看检测结果。信息数据传输模块包括蓝牙、WiFi、USB其中一种或多种。
当用户开启电源开关后，微处理模块通过驱动控制532绿光激光器，出射激光经透镜聚焦到皮肤表面激发拉曼信号，信号散射在凹形槽内，由物镜收集，然后光信号通过狭缝、分光光栅，分别打到相应波长的探测器上，由CCD进行检查，CCD的设置可选择2500像素的线性CCD探测器，将20个CCD探测器环形排列于罗兰圆上，形成覆盖100nm波长的检测窗口，平均每个CCD负责检测5nm的波长区域，这也通过罗兰圆聚光和分光，聚光效果是原来的4倍，检测精度达到0.1nm。如果为了降低成本，也可以做半定量测量的方式，则将1个CCD直接放在罗兰圆上，检测精度会大大降低。散射后的拉曼光经过拉曼光学模组完成了信号的采集，并由CCD转换成了数据(一维数组)。微控制模块将采集到的信号数据按次序发送进行噪声处理、预处理以及定量分析后显示β-胡萝卜素相对含量数值在显示模块供用户查阅。
如图4和图5所示，酒精喷洒部件包括控制按键、喷液口和储液瓶，在储液瓶上密封连接有压杆，压杆上端与控制按键之间设置有驱动连杆组件，压杆位于储液瓶内位置设置有活塞，压杆内设置有出液孔与出液瓶内部相连通，出液孔与储液瓶连通的一端上设置有第二单向阀，出液孔开口连接有出液管路，出液管路连接至喷液口上。
控制按键为长形，在握柄部上设置通孔，控制按键穿入在通孔内，在控制按键位于握柄部内的一端侧壁上设置有导向块，在握柄部内壁上设置有对应的导向槽。
驱动连杆组件包括摆杆17和连接杆18，摆杆包括相互成角度连接的短摆部19和长摆部20，短摆部和长摆部相交处铰接在主体部内，所述长摆部前端与连接杆18一端铰接，连接杆另一端与压杆上端铰接，短摆部前端与控制按键滑动连接。具体的，控制按键11后端外壁上凸起设置有滑动导槽22，短摆部19前端设置有滑块23，滑块嵌置在滑动导槽内。
储油瓶13内由隔板24分隔为上部的喷液腔25和下部的储存腔26，隔板上设置有第一单向阀连通喷液腔和储存腔，活塞15设置在喷液腔内，压杆穿过活塞进入喷液腔，在活塞与隔板之间设置有复位弹簧27。
正在未按压控制按键状态下，如图4所示，此时活塞在复位弹簧的作用下位于最上端。当开始按压控制按键，如图5所示，控制按键推动滑块，带动摆杆进行摆动，长摆部做弧形运动，通过连接杆传导带动压杆向下移动，从而推动活塞下移，活塞压缩喷液腔内空间，将喷液腔内酒精由出液控喷出，经过出液管路最后由喷液口喷出。
一种β-胡萝卜素无损检测方法，其包括以下过程：
S1.通过拉曼光学模块收集皮肤表面反射的激光，获取拉曼激发光谱信号；
在获取拉曼激发光谱信号后还进行噪声处理和预处理，
噪声处理过程包括，
将获取的信号与参考输入信号进行混频相乘，其中
获取的信号为：Vs＝Acos(ωst+θ)
参考输入信号为：
Figure GDA0003901033140000111
两式相乘得到
Figure GDA0003901033140000112
其中，A、B为信号的幅值，ω是信号是角频率，
Figure GDA0003901033140000113
是信号的相位角；
乘积的值里面含有直流项、2ω项，以及与Vr的乘积项，由于采用相干检测法，噪声与Vr的乘积项是不相关的，噪声与Vr的乘积项为0，剩下部分通过调节低通滤波器的带宽，滤除掉2ω项，剩下直流项，得到，
Figure GDA0003901033140000116
经过第二个相敏检测器后直流项为，
Figure GDA0003901033140000114
取
Figure GDA0003901033140000115
即获取的信号与参考输入信号的相位差，
得到X＝AB cos(ΔΦ)，Y＝AB sin(ΔΦ)，则最后输出信号的幅值R＝sqrt(X2+Y2)，theta＝ΔΦ＝antan(Y/X)；
预处理过程包括，
将噪声处理后的信号进行5阶多项式处理得到一个差分谐振拉曼谱，5阶多项式如下，
y＝a·x5+b·x4+c·x3+d·x2+e·x+f
其中[a，b，c，d，e，f]＝[-5.46221687768335×10-8，-7.79168323206748×10-5，0.0721823497520609，-19.4117742587709，2486.25827858228，59551169.32997222]。如图6所示，为预处理后的图形。
S2.如图7所示，对拉曼激发光谱信号分布进行基线矫正；基线矫正过程包括将拉曼激发光谱的基线拉平到0基线位置。
S3.将矫正后光谱进行谱峰拟合；过程包括，
用voigt函数对谱峰进行拟合，采用以下公式将不同的函数进行拟合，不同参数通过不断迭代用最小二乘法得到误差的平方和最小值y，采用公式如下：
Figure GDA0003901033140000121
其中，y0为y的偏置，A为峰面积，wG为高斯函数半高宽，wL为洛伦兹函数半高宽，xc代表峰中心的波长，e为自然对数、t为积分变量、x为波长。由两组不同的参数代入公式拟合得到两个独立的voigt函数。
S4.根据拟合后的函数计算峰面积；计算过程包括，
根据voigt函数读取函数的峰值位置P1、P2；
如图8所示，在峰值位置P1、P2分别计算峰面积A1、A2，峰面积计算公式为，
A＝h×Wh/2
其中，h为峰顶到峰底线的垂直距离，Wh/2为峰高1/2处的峰宽。
S5.根据峰面积确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量；过程包括，
采集纯度≥95％的β-胡萝卜素标准粉末进行拉曼光谱检测，确定不同浓度β-胡萝卜素的峰面积，得到β-胡萝卜素浓度和其拉曼光谱峰面积的关系；
根据β-胡萝卜素浓度和其拉曼光谱峰面积的关系，对比计算得到的峰面积，获取皮肤表面β-胡萝卜素相对含量。
S6.根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平，获得人体健康和衰老程度。过程包括，
根据皮肤和血浆类胡萝卜素浓度间的Spearman相关系数，获得β-胡萝卜素的相关系数为0.75，进而获取人体内β-胡萝卜素的水平。本方案根据《运用共振拉曼散射光谱法测定皮肤类胡萝卜素》，2006年6月发表于《环境与职业医学》，文章编号：1006-3617(2006)03-0204-03，皮肤和血浆类胡萝卜素浓度间的Spearman相关系数具有显著性，获得β-胡萝卜素的相关系数为0.75，由此可得到人体内β-胡萝卜素的水平。根据人体内β-胡萝卜素的水平来判断人体健康以及衰老程度。预先根据人体内β-胡萝卜素与健康的关系，将人体内β-胡萝卜素划分为几个范围，分别对应人体几种健康状态，如健康、良好、一般、偏差、非常差状态，将最终检测到的人体内β-胡萝卜素与范围进行比较，落入某个范围内，则获得对应的人体的健康状态。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了激光模块、拉曼光学模块、微处理模块、显示模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种β-胡萝卜素无损检测方法，其特征在于：包括，
通过拉曼光学模块收集皮肤表面反射的激光，获取拉曼激发光谱信号；
对拉曼激发光谱信号进行噪声处理和预处理，
噪声处理过程包括，
将获取的信号与参考输入信号进行混频相乘，其中
获取的信号为：Vs＝A cos(ωst+θ)
参考输入信号为：
Figure FDA0003901033130000011
两式相乘得到
Figure FDA0003901033130000012
其中，A、B为信号的幅值，ω是信号是角频率，θ、
Figure FDA0003901033130000013
是信号的相位角；
乘积的值里面含有直流项、2ω项，以及与Vr的乘积项，由于采用相干检测法，噪声与Vr的乘积项是不相关的，噪声与Vr的乘积项为0，剩下部分通过调节低通滤波器的带宽，滤除掉2ω项，剩下直流项，得到，
Figure FDA0003901033130000014
经过第二个相敏检测器后直流项为，
Figure FDA0003901033130000015
取
Figure FDA0003901033130000016
即获取的信号与参考输入信号的相位差，
得到X＝AB cos(ΔΦ)，Y＝AB sin(ΔΦ)，则最后输出信号的幅值R＝sqrt(X2+Y2)，theta＝ΔΦ＝antan(Y/X)；
预处理过程包括，
将噪声处理后的信号进行5阶多项式处理得到一个差分谐振拉曼谱，5阶多项式如下，
y＝a·x5+b·x4+c·x3+d·x2+e·x+f
其中[a,b,c,d,e,f]＝[-5.46221687768335×10-8,-7.79168323206748×10-5,0.0721823497520609,-19.4117742587709,2486.25827858228,59551169.32997222]；
对拉曼激发光谱信号分布进行基线矫正；
将矫正后光谱进行谱峰拟合；
根据拟合后的函数计算峰面积；
根据峰面积确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量；
根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平，获得人体健康和衰老程度。
2.根据权利要求1所述的一种β-胡萝卜素无损检测方法，其特征是基线矫正过程包括将拉曼激发光谱的基线拉平到0基线位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种β-胡萝卜素无损检测方法，其特征是谱峰拟合过程包括，
用voigt函数对谱峰进行拟合，采用以下公式将不同的函数进行拟合，不同参数通过不断迭代用最小二乘法得到误差的平方和最小值y，采用公式如下：
Figure FDA0003901033130000021
其中，y0为y的偏置，A为峰面积，wG为高斯函数半高宽，wL为洛伦兹函数半高宽，xc代表峰中心的波长，e为自然对数、t为积分变量、x为波长。
4.根据权利要求3所述的一种β-胡萝卜素无损检测方法，其特征是峰面积计算过程包括，
根据voigt函数读取函数的峰值位置P1、P2；
在峰值位置P1、P2分别计算峰面积A1、A2，峰面积计算公式为，
A＝h×Wh/2
其中，h为峰顶到峰底线的垂直距离，Wh/2为峰高1/2处的峰宽。
5.根据权利要求1或2所述的一种β-胡萝卜素无损检测方法，其特征是根据峰面积确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量过程包括，
采集纯度≥95％的β-胡萝卜素标准粉末进行拉曼光谱检测，确定不同浓度β-胡萝卜素的峰面积，得到β-胡萝卜素浓度和其拉曼光谱峰面积的关系；
根据β-胡萝卜素浓度和其拉曼光谱峰面积的关系，对比计算得到的峰面积，获取皮肤表面β-胡萝卜素相对含量。
6.根据权利要求1或2所述的一种β-胡萝卜素无损检测方法，其特征是根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平过程包括，
根据皮肤和血浆类胡萝卜素浓度间的Spearman相关系数，获得β-胡萝卜素的相关系数为0.75，进而获取人体内β-胡萝卜素的水平。
7.一种β-胡萝卜素无损检测装置，该装置专用于权利要求1-6任一项中所述的方法，其特征是包括激光模块(1)、拉曼光学模块(2)、微处理模块(3)和显示模块(4)，激光模块、拉曼光学模块和显示模块分别连接微处理模块，
微处理模块，对接收的拉曼激发光谱信号进行基线校正和定量分析，定量分析包括对拉曼激发光谱信号进行谱峰拟合，读取峰值位置，计算峰值位置峰面积，确定皮肤表面β-胡萝卜素相对含量，根据β-胡萝卜素相对含量反应人体内β-胡萝卜素的水平。
8.根据权利要求7所述的一种β-胡萝卜素无损检测装置，其特征是所述微处理模块(3)包括处理单元(7)、噪声处理单元(5)、预处理单元(6)，噪声处理单元连接预处理单元，预处理单元连接处理单元，拉曼光学模块(2)连接噪声处理单元，处理单元连接激光模块(1)、显示模块(4)，
噪声处理单元，对拉曼光学模块检测出的信号进行去噪处理；
预处理单元，去噪处理后信号进行5阶多项式处理。
9.根据权利要求7或8所述的一种β-胡萝卜素无损检测装置，其特征是包括主体部(9)和握柄部(10)，在握柄部上设置有酒精喷洒部件，所述酒精喷洒部件包括控制按键(11)、喷液口(12)和储液瓶(13)，在储液瓶上密封连接有压杆(14)，压杆上端与控制按键之间设置有驱动连杆组件，压杆位于储液瓶内位置设置有活塞(15)，压杆内设置有出液孔(16)与出液瓶内部相连通，出液孔开口连接有出液管路，出液管路连接至喷液口上。
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