CN115839943B - 激光诱导光谱系统、光谱校准方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光诱导光谱系统、光谱校准方法、电子设备。激光诱导光谱系统，包括：激光烧蚀子系统，用于发出第一激光，以通过第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号；收光子系统，用于对等离子体信号进行采集，并将等离子体信号转换为光谱数据；激光测距仪，用于发出第二激光；上位机，分别与激光烧蚀子系统和收光子系统连接，用于根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，并获取光谱数据，得到待分析光谱数据，以及根据预设光谱校准数据和待分析光谱数据得到光谱校准系数，其中，预设光谱校准数据和待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到。该系统可以获取高质量的光谱数据。

Description

激光诱导光谱系统、光谱校准方法及电子设备

技术领域

本发明涉及光谱技术领域，尤其涉及一种激光诱导光谱系统、光谱校准方法、电子设备。

背景技术

得益于激光烧蚀装置和光谱仪性能的提升，激光诱导击穿光谱仪检测技术得到了快速发展，其设备适用环境由实验室逐渐拓展到工业现场。激光诱导击穿光谱仪检测技术无接触、实时检测、快速等特点特别符合钢铁和有色行业对冶炼过程中高温冶金熔体进行成分检测的需求。目前激光诱导击穿光谱仪在线检测技术正逐渐取代传统化验室人工检测的方法，广泛应用于钢铁和有色行业，通过快速获取高温熔体成分，实时优化冶炼工艺，助力冶炼工艺智能化。

但是，相关技术中，激光烧蚀装置随着使用时间增加出现能量下降现象，光谱仪随着使用时间增加出现效率降低现象，两种现象都会降低激光诱导光谱系统光谱质量，增加激光诱导光谱系统定量分析误差，这种情况在如冶炼现场之类的恶劣环境更为明显。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种激光诱导光谱系统，以获取高质量的光谱数据。

本发明的第二个目的在于提出一种光谱校准方法。

本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种激光诱导光谱系统，所述系统包括：激光烧蚀子系统，用于发出第一激光，以通过所述第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号；收光子系统，用于对所述等离子体信号进行采集，并将所述等离子体信号转换为光谱数据；激光测距仪，用于发出第二激光；上位机，分别与所述激光烧蚀子系统和所述收光子系统连接，用于根据所述第二激光的激光光路将所述第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，并获取所述光谱数据，得到待分析光谱数据，以及根据预设光谱校准数据和所述待分析光谱数据得到光谱校准系数，其中，所述预设光谱校准数据和所述待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种光谱校准方法，所述方法用于激光诱导光谱系统，所述系统包括激光烧蚀子系统，用于发出第一激光，以通过所述第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号；收光子系统，用于对所述等离子体信号进行采集，并将所述等离子体信号转换为光谱数据；激光测距仪，用于发出第二激光；上位机，分别与所述激光烧蚀子系统和所述收光子系统连接，所述方法包括：根据所述第二激光的激光光路将所述第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，获取待分析光谱数据；根据所述待分析光谱数据和预设光谱校准数据得到光谱校准系数，其中，所述预设光谱校准数据和所述待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到；根据所述光谱校准系数对所述光谱数据进行校准。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的光谱校准方法。

本发明实施例的激光诱导光谱系统、光谱校准方法、电子设备，通过激光烧蚀子系统发出第一激光，通过第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号，收光子系统对等离子体信号进行采集，并将等离子体信号转换为光谱数据，激光测距仪发出第二激光，上位机分别与激光烧蚀子系统和收光子系统连接，用于根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，并获取待分析光谱数据，以及根据预设光谱校准数据和待分析光谱数据得到光谱校准系数，其中，预设光谱校准数据和待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到。由此，可以获取光谱校准系数，实现在得到光谱数据后，可以根据光谱校准系数对光谱数据进行校准，从而获取高质量的光谱数据，降低定量分析误差。而且，通过激光测距仪发出的第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，可以使激光烧蚀子系统的激光烧蚀点更加准确定位在样品表面，从而进一步提高光谱校准系数的准确性，进一步提高获取到的光谱数据的质量，降低定量分析误差。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一个实施例的激光诱导光谱系统的结构框图；

图2是本发明一个示例的激光诱导击穿谱仪系统的结构示意图；

图3是本发明一个示例的激光诱导击穿谱仪系统的结果示意图；

图4是本发明另一个示例的激光诱导光谱系统的结果示意图；

图5是本发明一个示例的激光诱导光谱系统的工作示意图；

图6是本发明另一个示例的激光诱导光谱系统的工作示意图；

图7是本发明实施例的光谱校准方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明实施例的激光诱导光谱系统、光谱校准方法、电子设备，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。参考附图描述的实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。

图1是本发明一个实施例的激光诱导光谱系统的结构框图。

如图1所示，激光诱导光谱系统100包括：激光烧蚀子系统20、收光子系统30、激光测距仪10、上位机40。

具体地，激光烧蚀子系统20，用于发出第一激光，以通过第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号；收光子系统30，用于对等离子体信号进行采集，并将等离子体信号转换为光谱数据；激光测距仪10，用于发出第二激光；上位机40，分别与激光烧蚀子系统20和收光子系统30连接，用于根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，并获取光谱数据，得到待分析光谱数据，以及根据预设光谱校准数据和待分析光谱数据得到光谱校准系数，其中，预设光谱校准数据和待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到。

参见图2所示的示例，激光诱导击穿光谱仪包括激光烧蚀装置1、扩束装置2、分色镜3、带孔凹面镜4、凸面反射镜5、光谱仪6、聚焦透镜7、光纤耦合模块8、光纤9、壳体11、导轨13。激光烧蚀子系统20包括激光烧蚀装置1、扩束装置2、分色镜3、带孔凹面镜4、凸面反射镜5，收光子系统30包括分色镜3、带孔凹面镜4、凸面反射镜5、光谱仪6、光纤耦合模块8、光纤9。在该具体示例中，激光诱导击穿光谱仪还包括激光测距仪10，上述标准样品为标准碳钢12。导轨13可以调节激光烧蚀装置1与样品之间的距离，可选地，上述激光烧蚀子系统20也可包括导轨13。

激光烧蚀装置1用于提供烧蚀样品所需的能量，扩束装置2用于扩展激光束的直径并减小激光束的发散角，分色镜3用于透过激光束并反射等离子体光，带孔凹面镜4、凸面反射镜5和导轨13实现激光聚焦点调节功能，聚焦透镜7、光纤耦合模块8和光纤9完成信号收集和传输功能，将信号传输到光谱仪6中，通过光谱仪6完成信号光电转换，传输到上位机40，壳体11保护内部装置。

激光烧蚀装置1发出第一激光，经过扩束装置2改变发散角后，经过分色镜3、带孔凹面镜4和凸面反射镜5聚焦在标准碳钢12上，激发的等离子体信号通过聚焦透镜7、光纤耦合模块8和光纤9收集在光谱仪6中，光谱仪6进行光电信号转换后传输到上位机40形成光谱数据。

在需要获取光谱校准系数时，根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，获取得到待分析光谱数据，将待分析光谱数据与预设光谱校准数据进行比较，得到光谱校准系数。可以采用光谱校准系数对待分析光谱数据进行校准，校准前的光谱数据可以参见图3所示的具体示例，校准后的光谱数据可以参见图4所示的具体示例。

在获取得到光谱校准系数后，系统在对样品进行光谱采集时，即可采用光谱校准系数对光谱数据进行校准。

由此，可以获取光谱校准系数，实现在得到光谱数据后，可以根据光谱校准系数对光谱数据进行校准，从而提高激光诱导光谱系统100的光谱质量。而且，通过激光测距仪10发出的第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，可以使激光烧蚀子系统20的激光烧蚀点更加准确定位在样品表面，从而进一步提高光谱校准系数的准确性。

在本发明的一个实施例中，上位机40具体用于：控制激光烧蚀子系统20将第一激光聚焦在标准样品上，且在第二激光的激光光路上。

作为一个示例，在需要获取光谱校准系数时，可以获取标准距离，将第一激光的激光聚焦点调整至标准距离处，同时打开激光测距仪10，使第一激光的激光聚焦点位于第二激光的激光光路上。

其中，上述标准距离为在获取预设光谱校准数据的同时获取得到的距离。在预设时刻，将激光烧蚀子系统20的激光聚焦点调整至第二激光的激光光路上，对激光聚焦点处的标准样品进行激光烧蚀得到等离子体信号，从而可根据等离子体信号获取光谱数据，得到预设光谱校准数据，预设时刻为激光诱导光谱系统100开始运行后的预设时段内的任意时刻，上述预设时段为激光诱导光谱系统100的核心器件没有出现性能退化的时段，如以图2进行说明，则需包括激光烧蚀装置1、光谱仪6在内的器件没有出现性能退化，即在激光诱导光谱系统100的核心器件没有出现性能退化时获取预设光谱校准数据。

此时，激光测距仪10测量得到自身与标准样品之间的距离，根据激光测距仪10与标准样品之间的距离得到激光烧蚀子系统20中的激光烧蚀装置1与标准样品之间的第一距离，激光烧蚀装置1与标准样品之间的第一距离即为上述标准距离。参见图5，线段15表示激光测距仪10测量得到的距离，线段14表示激光烧蚀装置1与样品之间的距离，明显的，线段15与线段14之间有固定夹角，因而在得到激光测距仪10与标准样品之间的距离后，即可得到激光烧蚀装置1与标准样品之间的第一距离。在实际应用时，仅需使第二激光的激光光路穿过圆形标记16，且第一激光的激光聚焦点同样位于圆形标记16内，即可确认第一激光的激光聚焦点位于第二激光的激光光路上。由此，可以实现通过预先获取的标准距离调节激光烧蚀装置1与标准样品之间的距离将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，实现快速将激光聚焦点调整至预设位置，同时通过激光测距仪10的第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点准确调整至预设位置，消除误差。

在本发明的一个实施例中，光谱校准系数包括波长校准系数和强度校准系数，上位机40具体用于：根据下式计算得到波长校准系数和强度校准系数：

X_u1=X_i1+α，Y_u1=β*Y_i1，

其中，X_i1为预设光谱校准数据的光谱波长，Y_i1为预设光谱校准数据的光谱强度，X_u1为待分析光谱数据的光谱波长，Y_u1为待分析光谱数据的光谱强度，α为波长校准系数，β为强度校准系数。

在本发明的一个实施例中，上位机40还用于：在得到预设光谱校准数据的同时，根据激光测距仪10测量得到激光烧蚀子系统20中的激光烧蚀装置1与标准样品之间的第一距离，并获取与第一距离对应的导轨13移动距离；根据第一距离和导轨13移动距离判断距离模型是否偏移，以及在距离模型存在偏移时对距离模型进行更新，其中，距离模型表征激光烧蚀装置1与样品之间的距离和导轨13移动距离之间的对应关系。

具体地，在获取得到上述第一距离的同时，还可以获取与第一距离对应的导轨13移动距离，将导轨13移动距离与第一距离代入距离模型，判断距离模型是否出现偏移。作为一个示例，假设激光烧蚀装置1与样品之间的距离和导轨13移动距离之间的对应关系为导轨13移动1mm，激光烧蚀装置1与样品之间的距离改变10cm，则在获取第一距离和与第一距离对应的导轨13移动距离后，即可通过判断是否满足上述对应关系来判断距离模型是否出现偏移，以便在距离模型出现偏移时对距离模型进行更新。由此，可以实现在确定样品与激光烧蚀装置1之间的距离后，根据距离模型反推出导轨13需要的移动距离，从而对导轨13进行控制，实现控制激光聚焦点在样品上。

在本发明的一个实施例中，上位机40具体用于：在确定距离模型存在偏移时，调整标准样品的位置得到N个激光烧蚀装置1和标准样品之间的距离，以得到N个第二距离，并获取与N个第二距离对应的N个导轨13移动距离，其中，N为大于1的整数；根据N个第二距离和N个导轨13移动距离对距离模型进行更新。

具体地，在调整标准样品的位置后，激光测距仪10测量得到标准样品与激光烧蚀装置1之间的距离，参见图6，激光测距仪10测量得到的结果为b，标准碳钢12距离窗片17的距离为a，可以根据a得到标准碳钢12距离激光烧蚀装置1的距离。移动导轨13使第一激光的激光聚焦点位于标准样品表面，获取导轨13移动距离。其中，为了使激光聚焦点准确位于样品表面，可以多次移动导轨13，比如说，假设导轨13长度为1cm,则可一次移动1mm，多次移动。

在本发明的一个实施例中，以图2进行说明，第一次定标完成后，上位机40控制导轨13将激光聚焦点位于第二激光的激光光路上，将标准碳钢12放置在激光聚焦点处。

激光烧蚀装置1发出激光，经过扩束装置2改变发散角后，经过分色镜3和带孔凹面镜4和凸面反射镜5聚焦在标准碳钢12上，激发的等离子体信号通过聚焦透镜7、光纤耦合模块8和光纤9收集在光谱仪6中，进行光电信号转换后传输到上位机40形成光谱数据。此时获得的光谱数据称为预设光谱校准数据。

使用激光测距仪10测定激光测距仪10与激光聚焦点的距离，根据激光测距仪10与激光聚焦点之间的距离得到第一距离，保存第一距离，作为光谱校正标准距离，同时记录导轨13移动距离，带入检测距离模型，判别模型是否偏移，若偏移，进行模型纠正。其中，模型纠正的步骤可以为：多次移动标准碳钢12，激光测距仪10测定距离数据，移动导轨13使激光烧蚀点聚焦在标准碳钢12表面，获取导轨13移动距离，建立检测距离模型。可以通过多次移动导轨13，激光测距仪10测定标准碳钢12距离窗片17距离，得到导轨13移动距离，使得激光聚焦点位于标准碳钢12表面，通过导轨13移动距离建立模型。

需要对光谱质量校准时，将第一激光聚焦于标准距离处，同时打开激光测距仪10，将激光聚焦点与激光测距仪10光束重合点位于圆形标记16内，采集光谱数据。

标准碳钢12预设光谱校准数据波长为X_i1，强度为Y_i1，光谱质量校准时波长为X_u1，强度为Y_u1。对比两次光谱数据，光谱出现偏移和强度降低后，使用公式X_u1=X_i1+α，修正光谱偏移，使用公式Y_u1=βY_i1修正光谱强度降低。

再次采集其他样品光谱数据时，使用修正系数α和β处理光谱数据后带入定量分析模型，定量分析样品。

综上，本发明实施例的激光诱导光谱系统，通过激光烧蚀子系统发出第一激光，通过第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号，收光子系统对等离子体信号进行采集，并将等离子体信号转换为光谱数据，激光测距仪发出第二激光，上位机分别与激光烧蚀子系统和收光子系统连接，用于根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，并获取待分析光谱数据，以及根据预设光谱校准数据和待分析光谱数据得到光谱校准系数，其中，预设光谱校准数据和待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到。由此，可以获取光谱校准系数，实现在得到光谱数据后，可以根据光谱校准系数对光谱数据进行校准，从而获取高质量的光谱数据，降低定量分析误差。而且，通过激光测距仪发出的第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，可以使激光烧蚀子系统的激光烧蚀点更加准确定位在样品表面，从而进一步提高光谱校准系数的准确性，进一步提高获取到的光谱数据的质量，降低定量分析误差。

进一步地，本发明提出一种光谱校准方法。

图7是本发明实施例的光谱校准方法的流程图。

在本发明实施例中，光谱校准方法用于激光诱导光谱系统，系统包括激光烧蚀子系统，用于发出第一激光，以通过第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号；收光子系统，用于对等离子体信号进行采集，并将等离子体信号转换为光谱数据；激光测距仪，用于发出第二激光；上位机，分别与激光烧蚀子系统和收光子系统连接。

如图7所示，光谱校准方法包括：

S71，根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，获取待分析光谱数据。

S72，根据待分析光谱数据和预设光谱校准数据得到光谱校准系数，其中，预设光谱校准数据和待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到。

S73，根据光谱校准系数对光谱数据进行校准。

在本发明的一个实施例中，根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，包括：

控制激光烧蚀子系统将第一激光聚焦在标准样品上，且在第二激光的激光光路上。

在本发明的一个实施例中，光谱校准系数包括波长校准系数和强度校准系数，根据光谱数据和预设光谱校准数据得到光谱校准系数，包括：

根据下式计算得到波长校准系数和强度校准系数：

X_u1=X_i1+α，Y_u1=β*Y_i1，

其中，X_i1为预设光谱校准数据的光谱波长，Y_i1为预设光谱校准数据的光谱强度，X_u1为待分析光谱数据的光谱波长，Y_u1为待分析光谱数据的光谱强度，α为波长校准系数，β为强度校准系数。

需要说明的是，本发明实施例的光谱校准方法的其他具体实施方式，可以参见上述实施例的激光诱导光谱系统。

本发明实施例的光谱校准方法，通过激光烧蚀子系统发出第一激光，通过第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号，收光子系统对等离子体信号进行采集，并将等离子体信号转换为光谱数据，激光测距仪发出第二激光，上位机分别与激光烧蚀子系统和收光子系统连接，用于根据第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，并获取待分析光谱数据，以及根据预设光谱校准数据和待分析光谱数据得到光谱校准系数，其中，预设光谱校准数据和待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到。由此，可以获取光谱校准系数，实现在得到光谱数据后，可以根据光谱校准系数对光谱数据进行校准，从而获取高质量的光谱数据，降低定量分析误差。而且，通过激光测距仪发出的第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，可以使激光烧蚀子系统的激光烧蚀点更加准确定位在样品表面，从而进一步提高光谱校准系数的准确性，进一步提高获取到的光谱数据的质量，降低定量分析误差。

进一步地，本发明提出一种电子设备。

在本发明实施例中，电子设备包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述的光谱校准方法。

本发明实施例的电子设备，通过实现上述的光谱校准方法，可以获取光谱校准系数，实现在得到光谱数据后，可以根据光谱校准系数对光谱数据进行校准，从而获取高质量的光谱数据，降低定量分析误差。而且，通过激光测距仪发出的第二激光的激光光路将第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，可以使激光烧蚀子系统的激光烧蚀点更加准确定位在样品表面，从而进一步提高光谱校准系数的准确性，进一步提高获取到的光谱数据的质量，降低定量分析误差。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何上位机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于上位机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“上位机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。上位机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式上位机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，上位机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在上位机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本说明书的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种激光诱导光谱系统，其特征在于，所述系统包括：

激光烧蚀子系统，用于发出第一激光，以通过所述第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号；

收光子系统，用于对所述等离子体信号进行采集，并将所述等离子体信号转换为光谱数据；

激光测距仪，用于发出第二激光；

上位机，分别与所述激光烧蚀子系统和所述收光子系统连接，用于根据所述第二激光的激光光路将所述第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，并获取所述光谱数据，得到待分析光谱数据，以及根据预设光谱校准数据和所述待分析光谱数据得到光谱校准系数，其中，所述预设光谱校准数据和所述待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到；

所述上位机还用于：

在预设时刻，将所述激光烧蚀子系统的激光聚焦点调整至所述第二激光的激光光路上，获取所述光谱数据，得到所述预设光谱校准数据，其中，所述预设时刻为所述系统开始运行后的预设时段内的任意时刻；

所述激光烧蚀子系统还包括激光烧蚀装置，以及用于调节所述激光烧蚀装置与所述样品之间的距离的导轨，所述上位机还用于：

在得到所述预设光谱校准数据的同时，根据所述激光测距仪测量得到所述激光烧蚀子系统中的激光烧蚀装置与所述标准样品之间的第一距离，并获取与所述第一距离对应的导轨移动距离；

根据所述第一距离和所述导轨移动距离判断距离模型是否偏移，以及在所述距离模型存在偏移时对所述距离模型进行更新，其中，所述距离模型表征所述激光测距仪与所述样品之间的距离和所述导轨移动距离之间的对应关系；

所述根据所述第二激光的激光光路将所述第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，包括：

控制所述激光烧蚀子系统将所述第一激光聚焦在所述标准样品上，且在所述第二激光的激光光路上，具体为：

将所述第一激光的激光聚焦点调整至所述第一距离处，并使所述第一激光的激光聚焦点位于所述第二激光的激光光路上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光谱校准系数包括波长校准系数和强度校准系数，所述上位机具体用于：

根据下式计算得到所述波长校准系数和所述强度校准系数：

X_u1=X_i1+α，Y_u1=β*Y_i1，

其中，X_i1为所述预设光谱校准数据的光谱波长，Y_i1为所述预设光谱校准数据的光谱强度，X_u1为所述待分析光谱数据的光谱波长，Y_u1为所述待分析光谱数据的光谱强度，α为所述波长校准系数，β为所述强度校准系数。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机具体用于：

在确定所述距离模型存在偏移时，调整所述标准样品的位置得到N个所述激光烧蚀装置和所述标准样品之间的距离，以得到N个第二距离，并获取与N个所述第二距离对应的N个所述导轨移动距离，其中，N为大于1的整数；

根据所述N个第二距离和N个所述导轨移动距离对所述距离模型进行更新。

4.一种光谱校准方法，其特征在于，所述方法用于激光诱导光谱系统，所述系统包括激光烧蚀子系统，用于发出第一激光，以通过所述第一激光对样品进行激光烧蚀得到等离子体信号；收光子系统，用于对所述等离子体信号进行采集，并将所述等离子体信号转换为光谱数据；激光测距仪，用于发出第二激光；上位机，分别与所述激光烧蚀子系统和所述收光子系统连接，所述方法包括：

根据所述第二激光的激光光路将所述第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，获取待分析光谱数据；

根据所述待分析光谱数据和预设光谱校准数据得到光谱校准系数，其中，所述预设光谱校准数据和所述待分析光谱数据通过激光烧蚀标准样品得到；

根据所述光谱校准系数对所述光谱数据进行校准；

所述上位机还用于：

在预设时刻，将所述激光烧蚀子系统的激光聚焦点调整至所述第二激光的激光光路上，获取所述光谱数据，得到所述预设光谱校准数据，其中，所述预设时刻为所述系统开始运行后的预设时段内的任意时刻；

所述激光烧蚀子系统还包括激光烧蚀装置，以及用于调节所述激光烧蚀装置与所述样品之间的距离的导轨，所述上位机还用于：

在得到所述预设光谱校准数据的同时，根据所述激光测距仪测量得到所述激光烧蚀子系统中的激光烧蚀装置与所述标准样品之间的第一距离，并获取与所述第一距离对应的导轨移动距离；

根据所述第一距离和所述导轨移动距离判断距离模型是否偏移，以及在所述距离模型存在偏移时对所述距离模型进行更新，其中，所述距离模型表征所述激光测距仪与所述样品之间的距离和所述导轨移动距离之间的对应关系；

所述根据所述第二激光的激光光路将所述第一激光的激光聚焦点调整至预设位置，包括：

控制所述激光烧蚀子系统将所述第一激光聚焦在所述标准样品上，且在所述第二激光的激光光路上，具体为：

将所述第一激光的激光聚焦点调整至所述第一距离处，并使所述第一激光的激光聚焦点位于所述第二激光的激光光路上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光谱校准系数包括波长校准系数和强度校准系数，所述根据所述光谱数据和预设光谱校准数据得到光谱校准系数，包括：

根据下式计算得到所述波长校准系数和所述强度校准系数：

X_u1=X_i1+α，Y_u1=β*Y_i1，

其中，X_i1为所述预设光谱校准数据的光谱波长，Y_i1为所述预设光谱校准数据的光谱强度，X_u1为所述待分析光谱数据的光谱波长，Y_u1为所述待分析光谱数据的光谱强度，α为所述波长校准系数，β为所述强度校准系数。

6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求4-5中任一项所述的光谱校准方法。

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