CN114136888B - 多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法 - Google Patents

多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114136888B
CN114136888B CN202111496155.5A CN202111496155A CN114136888B CN 114136888 B CN114136888 B CN 114136888B CN 202111496155 A CN202111496155 A CN 202111496155A CN 114136888 B CN114136888 B CN 114136888B
Authority
CN
China
Prior art keywords
illuminance
light source
fitting
value
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111496155.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114136888A (zh
Inventor
刘浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Qiruike Technology Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Qiruike Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Qiruike Technology Co Ltd filed Critical Sichuan Qiruike Technology Co Ltd
Priority to CN202111496155.5A priority Critical patent/CN114136888B/zh
Publication of CN114136888A publication Critical patent/CN114136888A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114136888B publication Critical patent/CN114136888B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

本发明多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法，涉及便携式近红外光谱仪，根据每个光源对于多光源便携式红外光谱仪发出的红外光的贡献权重以及每个光源的照度获得红外光的照度拟合公式，利用照度拟合公式分别计算照度初始标定值和当前照度拟合值，并计算出当前拟合照度偏差值，比较当前拟合照度偏差值与设定的阈值的大小关系，若拟合照度偏差值大于阈值，则利用当前拟合照度偏差值与照度初始标定值计算出偏移百分比，结合所述偏移百分比将光谱数据进行同比放大，即完成光谱数据的自动校准，解决了多光源便携式近红外光谱仪因光源老化导致采集到的光谱数据偏差较大的问题，本发明适用于多光源便携式近红外光谱仪。

Description

多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法
技术领域
本发明涉及便携式近红外光谱仪，特别涉及多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法。
背景技术
伴随着便携式近红外光谱技术的发展，市场主流的大型近红外光谱仪设备都朝着体积小巧，价格低廉的便携式方向发展，但是便携式近红外光谱仪的精度易受光源、检测器、检测距离、环境条件等影响，其中光源的影响最为直接，单一光源由于自身强度偏弱的原因会极大影响近红外光谱分析能力，在此背景之下，多光源便携式近红外光谱仪应运而生，虽然多光源能有效提升光照能力，但是在光源受到老化影响而产生少量偏差时，多光源便携式近红外光谱仪采集到的数据将会产生较大的偏差，影响近红外光谱分析的预测准确率。
发明内容
本发明所解决的技术问题：提供一种多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法，解决多光源便携式近红外光谱仪因光源老化导致采集到的光谱数据偏差较大的问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案：多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法，所述多光源便携式红外光谱仪有两个或两个以上的光源，包括以下步骤：
S01、获取每个光源对于所述多光源便携式红外光谱仪发出的红外光的贡献权重；
S02、根据每个光源的照度和其对应的贡献权重，获得所述红外光的照度拟合公式；
S03、采集每个光源的初始照度，利用照度拟合公式计算得到照度初始标定值；
S04、采集每个光源的当前照度，利用照度拟合公式计算得到当前拟合照度值，利用当前拟合照度值减去照度初始标定值，获得当前拟合照度偏差值；
S05、若拟合照度偏差值大于阈值，则利用当前拟合照度偏差值与照度初始标定值计算出偏移百分比；
S06、结合所述偏移百分比将光谱数据进行同比放大，即完成光谱数据的自动校准。
进一步的，步骤S05中，每隔一段时间计算一次偏移百分比。
进一步的，步骤S02中，所述红外光的照度拟合公式为：
Figure BDA0003400812200000011
其中C表示拟合照度，n表示光源个数，luxk表示第k个光源的照度，Qk表示第k个光源的贡献权重。
进一步的，步骤S04中，所述拟合照度偏差值
Figure BDA0003400812200000012
其中ΔC表示当前拟合照度偏差值，lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第k个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数。
进一步的，步骤S05中，所述偏移百分比的计算公式为：
Figure BDA0003400812200000021
其中ΔC表示当前拟合照度偏差值，lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第K个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数。
进一步的，校准后的光谱数据计算公式为
Figure BDA0003400812200000022
其中P表示校准后的光谱数据，P1表示当前采集到的光谱数据，其中ΔC表示当前拟合照度偏差值，lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第K个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数。
本发明的有益效果：本发明多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法，根据每个光源对于多光源便携式红外光谱仪发出的红外光的贡献权重以及每个光源的照度获得红外光的照度拟合公式，利用照度拟合公式分别计算照度初始标定值和当前照度拟合值，并计算出当前拟合照度偏差值，比较当前拟合照度偏差值与设定的阈值的大小关系，若拟合照度偏差值大于阈值，则利用当前拟合照度偏差值与照度初始标定值计算出偏移百分比，结合所述偏移百分比将光谱数据进行同比放大，即完成光谱数据的自动校准，解决了多光源便携式近红外光谱仪因光源老化导致采集到的光谱数据偏差较大的问题。
附图说明
附图1是本发明多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法，如附图1所示，包括以下步骤：
S01、获取每个光源对于所述多光源便携式红外光谱仪发出的红外光的贡献权重；
具体的，贡献权重用Qk表示，k为1到n的正整数，n为光源个数。
S02、根据每个光源的照度和其对应的贡献权重，获得所述红外光的照度拟合公式；
具体的，所述红外光的照度拟合公式为：
Figure BDA0003400812200000031
其中C表示拟合照度，n表示光源个数，luxk表示第k个光源的照度，Qk表示第k个光源的贡献权重。
S03、采集每个光源的初始照度，利用照度拟合公式计算得到照度初始标定值；
具体的，每个光源的初始照度用lux0,k表示。
S04、采集每个光源的当前照度，利用照度拟合公式计算得到当前拟合照度值，利用当前拟合照度值减去照度初始标定值，获得当前拟合照度偏差值；
具体的，每个光源的当前照度用lux1,k表示，则拟合照度偏差值
Figure BDA0003400812200000032
其中ΔC表示当前拟合照度偏差值，lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第k个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数。
S05、若拟合照度偏差值大于阈值，则利用当前拟合照度偏差值与照度初始标定值计算出偏移百分比；
具体的，偏移百分比的计算公式为：
Figure BDA0003400812200000033
其中ΔC表示当前拟合照度偏差值，lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第K个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数。
S06、结合所述偏移百分比将光谱数据进行同比放大，即完成光谱数据的自动校准。
具体的，校准后的光谱数据计算公式为
Figure BDA0003400812200000034
其中P表示校准后的光谱数据，P1表示当前采集到的光谱数据，其中ΔC表示当前拟合照度偏差值，lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第K个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数。
在本发明中所述多光源便携式近红外光谱仪是指有两个或两个以上的光源的便携式近红外光谱仪。
另外，由于光源老化是一个缓慢的过程，在一段时间内，光源老化影响较小，利用上次的偏移百分比校准的光谱数据的偏差也不会超过允许的误差范围，因此，可以每隔一段时间计算一次偏移百分比。

Claims (2)

1.多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法，所述多光源便携式红外光谱仪有两个或两个以上的光源，其特征在于，包括以下步骤：
S01、获取每个光源对于所述多光源便携式红外光谱仪发出的红外光的贡献权重；
S02、根据每个光源的照度和其对应的贡献权重，获得所述红外光的照度拟合公式，所述红外光的照度拟合公式为：
Figure FDA0004261579060000011
其中C表示拟合照度，n表示光源个数，luxk表示第k个光源的照度，Qk表示第k个光源的贡献权重；
S03、采集每个光源的初始照度，利用照度拟合公式计算得到照度初始标定值；
S04、采集每个光源的当前照度，利用照度拟合公式计算得到当前拟合照度值，利用当前拟合照度值减去照度初始标定值，获得当前拟合照度偏差值，所述拟合照度偏差值
Figure FDA0004261579060000012
其中ΔC表示当前拟合照度偏差值，lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第k个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数；
S05、若拟合照度偏差值大于阈值，则利用当前拟合照度偏差值与照度初始标定值计算出偏移百分比，所述偏移百分比的计算公式为：
Figure FDA0004261579060000013
其中lux1,k表示第k个光源的当前照度，lux0,k表示第K个光源的初始照度，Qk表示第k个光源的贡献权重，n表示光源个数；
S06、结合所述偏移百分比将光谱数据进行同比放大，即完成光谱数据的自动校准，校准后的光谱数据计算公式为
Figure FDA0004261579060000014
其中P表示校准后的光谱数据，P1表示当前采集到的光谱数据。
2.根据权利要求1所述的多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法，其特征在于，步骤S05中，每隔一段时间计算一次偏移百分比。
CN202111496155.5A 2021-12-09 2021-12-09 多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法 Active CN114136888B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111496155.5A CN114136888B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111496155.5A CN114136888B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114136888A CN114136888A (zh) 2022-03-04
CN114136888B true CN114136888B (zh) 2023-07-11

Family

ID=80385465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111496155.5A Active CN114136888B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114136888B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111579504A (zh) * 2020-06-29 2020-08-25 中国科学技术大学 基于光学遥感的大气污染成分垂直分布反演方法
CN111855595A (zh) * 2020-08-24 2020-10-30 四川长虹电器股份有限公司 一种基于黑白校准板的光谱数据校准方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1875128B1 (en) * 2005-04-25 2018-12-26 University of Massachusetts Systems and methods for correcting optical reflectance measurements
JP2007059179A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Mitsutoyo Corp 照明装置の校正方法，校正装置，校正プログラム，記録媒体，照明装置，画像処理装置
CN103207063B (zh) * 2012-01-16 2015-12-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 光谱权重可调型光谱模拟系统
WO2016147879A1 (ja) * 2015-03-18 2016-09-22 株式会社前川製作所 水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出装置及び相転移変化検出方法
CN106060491B (zh) * 2016-06-16 2019-02-15 深圳市Tcl高新技术开发有限公司 一种投影图像颜色校正方法及装置
CN110672546A (zh) * 2019-10-11 2020-01-10 四川长虹电器股份有限公司 一种基于便携式近红外光谱仪的酒糟模型建模方法
CN111595813B (zh) * 2020-06-24 2022-04-05 四川长虹电器股份有限公司 一种基于空腔校正板的光谱数据校准方法
CN111879725B (zh) * 2020-08-24 2022-02-01 四川长虹电器股份有限公司 一种基于权重系数的光谱数据修正方法
CN115064182A (zh) * 2022-04-12 2022-09-16 东南大学 自适应梅尔滤波器在强噪声环境下风机故障特征识别方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111579504A (zh) * 2020-06-29 2020-08-25 中国科学技术大学 基于光学遥感的大气污染成分垂直分布反演方法
CN111855595A (zh) * 2020-08-24 2020-10-30 四川长虹电器股份有限公司 一种基于黑白校准板的光谱数据校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114136888A (zh) 2022-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102022730B1 (ko) 분광 특성 측정 장치 및 분광 특성 측정 방법
CN113624746B (zh) 一种libs光谱漂移在线校正方法及系统
Egli et al. Quality assessment of solar UV irradiance measured with array spectroradiometers
CN108169215B (zh) 一种发射光谱仪积分时间上限的设定方法
US10746658B1 (en) Method for material identification with laser induced breakdown spectroscopy (LIBS)
CN114136888B (zh) 多光源便携式近红外光谱仪的光谱数据校准方法
KR20120103480A (ko) 분광 특성 측정 방법 및 분광 특성 측정 장치
CN104603588B (zh) 分光光度计和分光光度测量方法
CN109541100B (zh) 多通道波长的信号漂移处理方法、装置及多通道检测器
Walsh et al. Abundances in the starburst galaxy II Zw 40
CN102322957A (zh) 一种干涉型高光谱成像仪的光谱漂移检测方法
CN111521575B (zh) 质控物质选择方法及装置
CN108180903B (zh) 一种基于信息熵的空间物体姿态稳定状态判定方法
CN108051425B (zh) 一种拉曼光谱信噪比评估方法
CN102253011B (zh) 一种积分球相对等效透过率Tx（λ）的应用
Khorunzhev et al. Catalog of candidates for quasars at 3< z< 5.5 selected among X-Ray sources from the 3XMM-DR4 survey of the XMM-Newton observatory
WO2022057174A1 (zh) 一种用于光谱仪的线阵cmos数据处理方法
CN108414462B (zh) 一种基于模板匹配的低分辨率恒星连续谱自动拟合方法
Sosnowska et al. A Flexible and Modular Data Reduction Library for Fiber-fed Echelle Spectrographs
CN108693155B (zh) 基于dmd的原子荧光多通道检测光源杂质干扰校正方法
KR101557769B1 (ko) 복사조도 측정장치 및 그 측정방법
CN114324206B (zh) 基于被动多轴差分吸收光谱技术的天空条件分类方法
Talala et al. Timing skew compensation methods for CMOS SPAD line sensors used for Raman spectroscopy
CN109187497B (zh) 一种元素检测光谱仪的初始化方法
KR101372068B1 (ko) 목표 스펙트럼에 대한 발광 다이오드를 이용하는 조명장치의 성능 테스트 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant