CN112986161A - 水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备 - Google Patents

水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备 Download PDF

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CN112986161A CN202110508878.6A CN202110508878A CN112986161A CN 112986161 A CN112986161 A CN 112986161A CN 202110508878 A CN202110508878 A CN 202110508878A CN 112986161 A CN112986161 A CN 112986161A
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Abstract

本发明提供了一种水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备,该方法包括:配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端;在光谱监测设备端对接收的运行参数进行解译,根据解译结果生成采集指令并根据采集指令采集暗电流;点亮氙灯光源并将光路切换至参比光路,采集光源的参比光谱;切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱;将暗电流、光源的参比光谱及标准物质的光谱进行打包后发送至云端服务器;在云端服务器对接收到的打包数据进行解译并存储,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,根据吸光度光谱计算出波长标定系数,根据波长标定系数对光谱仪进行波长标定。本发明可以保证光谱仪采集水质光谱数据的准确性和稳定性。

Description

水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备
技术领域
本发明属于水质监测的技术领域,尤其涉及一种水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备。
背景技术
光谱监测设备在长时间在线运行过程中,由于环境温度等因素的改变,易导致光谱仪的波长发生漂移,进而导致所采集到的水样光谱“失真”,模型的预测结果与水样参数的标准值差异过大。当前对光谱仪的波长进行标定由于标准光源体积较大,难以进行快速在线标定,且由于标准光源没有统一的生产标准,导致多台光谱仪在采集水质光谱数据时准确性较差,此外单台光谱仪波长发生漂移后对同一水样多次采集的数据之间差异也较大,导致单台光谱仪的稳定性严重下降。
因此,开发一种水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备,可以有效克服上述相关技术中的缺陷,就成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
基于以上现有技术的不足,本发明所解决的技术问题在于提供一种水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备。
第一方面,本发明提供了一种水质监测光谱仪的在线波长校准方法,包括:配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端;在光谱监测设备端对接收的运行参数进行解译,根据解译结果生成采集指令并根据所述采集指令采集暗电流;点亮氙灯光源并将光路切换至参比光路,采集光源的参比光谱;切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱;将暗电流、光源的参比光谱及标准物质的光谱进行打包后发送至云端服务器;在云端服务器对接收到的打包数据进行解译并存储,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,并根据吸光度光谱计算出波长标定系数,根据波长标定系数对光谱仪进行波长标定。
在上述方法实施例内容的基础上,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,所述配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端,包括:配置光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔,将所述光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔经过云端服务器发送至光谱监测设备端。
可选的,所述根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,包括:
根据以下公式计算出标准物质的吸光度光谱:
Figure 532710DEST_PATH_IMAGE001
其中,A为标准物质的吸光度光谱;
Figure 731610DEST_PATH_IMAGE002
为光源的参比光谱;
Figure 587439DEST_PATH_IMAGE003
为标准物质的光 谱;dark为暗电流。
进一步的,根据标准物质的吸光度光谱计算出波长标定系数包括:对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点,将所述若干个像素点与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数。
进一步的,所述对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点,将所述若干个像素点与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数包括:依次对所有谱峰的吸光度值进行排序,选择吸光度值最大的n个谱峰,按照像素点的顺序将n个所述谱峰的位置从小到大进行标记定位;根据以下公式计算出波长标定系数:
Figure 518486DEST_PATH_IMAGE004
其中,
Figure 272816DEST_PATH_IMAGE005
为波长;
Figure 698243DEST_PATH_IMAGE006
为波长标定系数;x为谱峰位置。
可选的,还包括:将光谱仪的设备状态信息发送至云端服务器存储。
进一步的,还包括:将光谱仪的GPS信息发送至云端服务器存储。
第二方面,本发明提供了一种水质监测光谱仪的在线波长校准装置,包括:配置模块,用于配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端;解译模块,用于在光谱监测设备端对接收的运行参数进行解译,根据解译结果生成采集指令;暗电流采集模块,用于根据所述采集指令采集暗电流;参比光谱采集模块,用于根据所述采集指令点亮氙灯光源并将光路切换至参比光路,采集光源的参比光谱;标准物质光谱采集模块,用于根据所述采集指令切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱;波长标定模块,用于将暗电流、参比光谱及标准物质的光谱进行打包后发送至云端服务器;在云端服务器对接收到的打包数据进行解译并存储,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,并根据吸光度光谱计算出波长标定系数,根据波长标定系数对光谱仪进行波长标定。
第三方面,本发明提供了一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,
与处理器通信连接的至少一个存储器,其中:
存储器存储有可被处理器执行的程序指令,处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法。
第四方面,本发明提供了一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法。
本发明提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法及设备,通过配置并解译光谱仪的运行参数,根据解译结果生成采集指令采集暗电流,采集光源的参比光谱并切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱,将上述数据打包后发送至云端服务器并计算标准物质的吸光度光谱,对吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点并与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数并载入光谱仪,可以在光谱仪波长漂移之后进行波长的快速在线标定,保证了光谱仪采集水质光谱数据的准确性和稳定性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下结合优选实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法的流程图;
图2为本发明提供的水质监测光谱仪的在线波长校准装置的结构示意图;
图3为本发明提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。另外,本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合,以形成可行的技术方案,这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时,应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种水质监测光谱仪的在线波长校准方法,参见图1,该方法包括:配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端;在光谱监测设备端对接收的运行参数进行解译,根据解译结果生成采集指令并根据所述采集指令采集暗电流;点亮氙灯光源并将光路切换至参比光路,采集光源的参比光谱;切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱;将暗电流、光源的参比光谱及标准物质的光谱进行打包后发送至云端服务器;在云端服务器对接收到的打包数据进行解译并存储,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,并根据吸光度光谱计算出波长标定系数,根据波长标定系数对光谱仪进行波长标定。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,所述配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端,包括:配置光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔,将所述光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔经过云端服务器发送至光谱监测设备端。
具体地,积分时长是指光谱仪探测器的单次曝光时间。平均次数是指为了提高光 谱信号的信噪比,一般情况下探测器会连续多次曝光,然后取多次曝光的平均值作为一次 采集结果输出。积分指对照射到探测器上的光线能量强度进行积分。积分的结果就是光谱 仪的输出值,实际意义就是积分时间内探测器接收到的光线能量强度。远程监控终端配置 好光谱仪积分时长、平均次数、采集次数、采集时长间隔等在线标定的运行参数,并通过云 端服务器下发至光谱监测设备端。光谱监测设备端主控模块上的4G模块接收到指令,对指 令进行解译,并下发至单片机。单片机下发采集指令给光谱仪,光谱仪按照指令设定的参数 采集暗电流,记为dark,并保存至单片机。单片机控制点亮氙灯光源。单片机控制光路切换 器切换至参比光路。单片机控制光谱仪采集光源的能量分布曲线,即光源的参比光谱
Figure 221628DEST_PATH_IMAGE007
, 并保存至单片机。单片机控制步进电机带动标准物质从0状态切换至1状态(即从待机位切 换至工作位)。单片机控制光谱仪采集标准物质的光谱,记为
Figure 589156DEST_PATH_IMAGE008
,并保存至单片机。单片机 将采集到的暗电流dark、光源的参比光谱、标准物质的光谱
Figure 830781DEST_PATH_IMAGE009
与设备的运行参数汇总传 输至主控模块。主控模块将GPS数据与前述的数据打包之后通过4G模块传输至云端服务器。 云端服务器对接收到的数据进行解译、存储。需要说明的是,积分时长的取值取决于探测器 的性能和光源的强度值,范围可为30微秒至40秒(具体可以为10秒),一般情况下取100微秒 至20毫秒(具体可以为10毫秒)。平均次数越大,光谱信号的信噪比越高,但考虑实际的采集 时间限制,一般情况下取50至100次(如70次)。采集次数取决于样品的均匀性,一般情况下 取50至100次(如75次)。采集时长间隔取决于实际情况下的监测需求,最短可为10秒(如15 秒,20秒等)。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,包括:
Figure 292855DEST_PATH_IMAGE001
(1)
其中,A为标准物质的吸光度光谱;
Figure 936326DEST_PATH_IMAGE002
为光源的参比光谱;
Figure 209176DEST_PATH_IMAGE003
为标准物质的光 谱;dark为暗电流。
具体地,采用(1)式计算标准物质的吸光度光谱。使用吸光度光谱的原因是氙灯本身的光谱并不光滑,如果直接使用标准物质的能量分布光谱标定,会导致谱峰定位不准。
其中,根据标准物质的吸光度光谱计算出波长标定系数包括:对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点,将所述若干个像素点与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数,将所述波长标定系数载入光谱仪。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点,将所述若干个像素点与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数包括:
依次对所有谱峰的吸光度值进行排序,选择吸光度值最大的n个谱峰,按照像素点的顺序将n个所述谱峰的位置从小到大进行标记定位;根据以下公式计算出波长标定系数:
Figure 623583DEST_PATH_IMAGE010
(2)
其中,
Figure 640081DEST_PATH_IMAGE011
为波长;
Figure 138058DEST_PATH_IMAGE006
为波长标定系数;x为谱峰位置。
在一实施例中,本发明的选择吸光度值最大的四至八个谱峰,按照像素点的顺序将四至八个谱峰的位置从小到大进行标记定位,包括:选择吸光度值最大的五个谱峰,按照像素点的顺序将所述五个谱峰的位置从小到大标记为241.3,360.4,446.6,537.1,640.7。
具体地,对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,依次对所有谱峰的吸光度值进 行排序,选择吸光度值最大的五个谱峰用于波长标定,这五个谱峰的位置按像素点的顺序 从小到大分别记作
Figure 96656DEST_PATH_IMAGE012
。上述五个谱峰的标准波长存储在云端服务器,分别 为(241.3,360.4,446.6,537.1,640.7)
具体地,对前述的像素点与波长数据对进行四次多项式拟合,其中像素点是自变 量,标准波长是因变量,得到像素点与波长之间的拟合关系为如(2)式所示,拟合系数
Figure 47294DEST_PATH_IMAGE013
即为波长标定系数。需要说明的是,拟合次数取四次和五次都是可以的, 拟合次数越高,精度越高,但同时其抗干扰能力也就越差,轻微的扰动会导致拟合的波长发 生大的变化,也即“过拟合”现象。因此综合考虑拟合的精度和其抗干扰能力,四次更为合 适。
本发明中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,还包括:将光谱仪的设备状态信息发送至云端服务器存储、将光谱仪的GPS信息发送至云端服务器存储。
具体地,波长标定系数保存至云端服务器。云端服务器将波长标定系数通过4G模块下发至光谱监测设备端,再由设备端的单片机写入光谱仪中。水质监测光谱仪的在线波长校准完成。需要说明的是,一般情况下,水中各种参数差异导致的200纳米至800纳米的光谱吸收峰宽度很宽,因此无法直接通过水的光谱来判断失真情况,通常会定期对设备进行自检,用以检查设备是否发生了漂移,如有漂移会采用上述方法对设备重新进行波长标定;或者当水质预测结果发生大的偏差时,会对设备进行自检以确定其状态是否正常。
本发明提供的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,通过配置并解译光谱仪的运行参数,根据解译结果生成采集指令采集暗电流,采集光源的参比光谱并切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱,将上述数据打包后发送至云端服务器并计算标准物质的吸光度光谱,对吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点并与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数并载入光谱仪,可以在光谱仪波长漂移之后进行波长的快速在线标定,保证了光谱仪采集标准物质的光谱数据的准确性和稳定性。
本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中,可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况,在上述各实施例的基础上,本发明的实施例提供了一种水质监测光谱仪的在线波长校准装置,该装置用于执行上述方法实施例中的水质监测光谱仪的在线波长校准方法。参见图2,该装置包括:配置模块,用于配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端;解译模块,用于在光谱监测设备端对接收的运行参数进行解译,根据解译结果生成采集指令;暗电流采集模块,用于根据所述采集指令采集暗电流;参比光谱采集模块,用于根据所述采集指令点亮氙灯光源并将光路切换至参比光路,采集光源的参比光谱;标准物质光谱采集模块,用于根据所述采集指令切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱;波长标定模块,用于将暗电流、参比光谱及标准物质的光谱进行打包后发送至云端服务器;在云端服务器对接收到的打包数据进行解译并存储,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,并根据吸光度光谱计算出波长标定系数,根据波长标定系数对光谱仪进行波长标定。
本发明提供的水质监测光谱仪的在线波长校准装置,采用图2中的若干模块,通过配置并解译光谱仪的运行参数,根据解译结果生成采集指令采集暗电流,采集光源的参比光谱并切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱,将上述数据打包后发送至云端服务器并计算标准物质的吸光度光谱,对吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点并与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数并载入光谱仪,可以在光谱仪波长漂移之后进行波长的快速在线标定,保证了光谱仪采集水质光谱数据的准确性和稳定性。
需要说明的是,本发明提供的装置实施例中的装置,除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外,还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法,区别仅仅在于设置相应的功能模块,其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同,只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上,参考其他方法实施例中的具体技术方案,通过组合技术特征获得相应的技术手段,以及由这些技术手段构成的技术方案,在保证技术方案具备实用性的前提下,就可以对上述装置实施例中的装置进行改进,从而得到相应的装置类实施例,用于实现其他方法类实施例中的方法。例如:
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准装置,配置模块用于配置光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔,将所述光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔经过云端服务器发送至光谱监测设备端。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水 质监测光谱仪的在线波长校准装置,波长标定模块具体用于:根据打包数据计算标准物质 的吸光度光谱,包括:根据以下公式计算出标准物质的吸光度光谱:
Figure 867483DEST_PATH_IMAGE001
其中,A为标准物质的吸光度光谱;
Figure 219967DEST_PATH_IMAGE002
为光源的参比光谱;
Figure 850930DEST_PATH_IMAGE003
为标准物质的光 谱;dark为暗电流。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准装置,波长标定模块具体用于对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点,将所述若干个像素点与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数,将所述波长标定系数载入光谱仪。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准装置,波长标定模块具体用于:
依次对所有谱峰的吸光度值进行排序,选择吸光度值最大的n个谱峰,按照像素点的顺序将n个所述谱峰的位置从小到大进行标记定位;根据以下公式计算出波长标定系数:
Figure 226548DEST_PATH_IMAGE004
其中,
Figure 647165DEST_PATH_IMAGE014
为波长;
Figure 306685DEST_PATH_IMAGE006
为波长标定系数;x为谱峰位置。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准装置,还包括:状态信息发送模块,用于将光谱仪的设备状态信息发送至云端服务器存储。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的水质监测光谱仪的在线波长校准装置,还包括:GPS信息发送模块,用于将光谱仪的GPS信息发送至云端服务器存储。
本发明的方法是依托电子设备实现的,因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的,本发明的实施例提供了一种电子设备,如图3所示,该电子设备包括:至少一个处理器(processor)、通信接口(Communications Interface)、至少一个存储器(memory)和通信总线,其中,至少一个处理器,通信接口,至少一个存储器通过通信总线完成相互间的通信。至少一个处理器可以调用至少一个存储器中的逻辑指令,以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
此外,上述的至少一个存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述是本发明的优选实施方式而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和变动,这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.水质监测光谱仪的在线波长校准方法,其特征在于,包括:
配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端;
在光谱监测设备端对接收的运行参数进行解译,根据解译结果生成采集指令并根据所述采集指令采集暗电流;
点亮氙灯光源并将光路切换至参比光路,采集光源的参比光谱;
切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱;
将暗电流、光源的参比光谱及标准物质的光谱进行打包后发送至云端服务器;
在云端服务器对接收到的打包数据进行解译并存储,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,并根据吸光度光谱计算出波长标定系数,根据波长标定系数对光谱仪进行波长标定。
2.如权利要求1所述的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,其特征在于,所述配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端,包括:配置光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔,将所述光谱仪的积分时长、平均次数、采集次数及采集时长间隔经过云端服务器发送至光谱监测设备端。
3.如权利要求1所述的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,其特征在于,所述根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,包括:根据以下公式计算出标准物质的吸光度光谱:
Figure 124127DEST_PATH_IMAGE001
其中,A为标准物质的吸光度光谱;
Figure 992332DEST_PATH_IMAGE002
为光源的参比光谱;
Figure 772069DEST_PATH_IMAGE003
为标准物质的光谱;dark为暗电流。
4.如权利要求3所述的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,其特征在于,根据标准物质的吸光度光谱计算出波长标定系数包括:
对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点,将所述若干个像素点与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数。
5.如权利要求4所述的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,其特征在于,所述对标准物质的吸光度光谱进行谱峰定位,选取吸光度数值最大的前若干个像素点,将所述若干个像素点与波长进行多项式拟合,得到波长标定系数包括:
依次对所有谱峰的吸光度值进行排序,选择吸光度值最大的n个谱峰,按照像素点的顺序将n个所述谱峰的位置从小到大进行标记定位;根据以下公式计算出波长标定系数:
Figure 839382DEST_PATH_IMAGE004
其中,
Figure 840705DEST_PATH_IMAGE005
为波长;
Figure 663168DEST_PATH_IMAGE006
为波长标定系数;x为谱峰位置。
6.如权利要求1所述的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,其特征在于,还包括:将光谱仪的设备状态信息发送至云端服务器存储。
7.如权利要求1所述的水质监测光谱仪的在线波长校准方法,其特征在于,还包括:将光谱仪的GPS信息发送至云端服务器存储。
8.一种水质监测光谱仪的在线波长校准装置,其特征在于,包括:
配置模块,用于配置光谱仪的运行参数,将运行参数下发至光谱监测设备端;
解译模块,用于在光谱监测设备端对接收的运行参数进行解译,根据解译结果生成采集指令;
暗电流采集模块,用于根据所述采集指令采集暗电流;
参比光谱采集模块,用于根据所述采集指令点亮氙灯光源并将光路切换至参比光路,采集光源的参比光谱;
标准物质光谱采集模块,用于根据所述采集指令切换标准物质的状态,控制光谱仪采集标准物质的光谱;
波长标定模块,用于将暗电流、参比光谱及标准物质的光谱进行打包后发送至云端服务器;在云端服务器对接收到的打包数据进行解译并存储,根据打包数据计算标准物质的吸光度光谱,并根据吸光度光谱计算出波长标定系数,根据波长标定系数对光谱仪进行波长标定。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口;其中,
所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信;
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令,以执行权利要求1至7任一项权利要求所述的方法。
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