CN117783035A - Ftir分析仪的校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了FTIR分析仪的校正方法，所述FTIR分析仪包括激光器、气体室和中红外光源，所述FTIR分析仪的校正方法为：S1.含有水汽的混合气体通入所气体室中，所述混合气体中多种成分的浓度Ci已知，i=1,2…N，N是不小于2的整数；S2.所述中红外光源发出的测量光穿过所述气体室，所述FTIR分析仪输出水汽对应谱峰的测量位置V1；S3.获得所述位置V1和标准位置V0的差别，水汽对应谱峰的标准位置V0存储在所述FTIR分析仪中，若所述差别超出阈值，则校正所述激光器的波长；若所述差别低于阈值，进入下一步骤；S4.获得波长γ。本发明具有校正效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及FTIR分析仪，特别涉及FTIR分析仪的校正方法。
背景技术
对于傅里叶设备通常都会通过水汽的特定峰位进行波数校正，但是没有注意到气体分子吸收峰的频率会随气体的浓度发生轻微变化。在浓度的演算中，通常需要进行扣水处理得到残差谱，利用残差谱实现其他物质的定性定量分析。但一介导数零点偏移会导致水峰的扣除不理想，对于其他弱吸收或低浓度气体干扰较大，因此这种偏移对于信号分析是致命的。如果要保证校正的准确性，需要在校准时采用同等浓度的气体，在实验室尚可接受，对工程现场却非常不方便。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种FTIR分析仪的校正方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
FTIR分析仪的校正方法，所述FTIR分析仪包括激光器、气体室和中红外光源，所述FTIR分析仪的校正方法为：
S1.含有水汽的混合气体通入所气体室中，所述混合气体中多种成分的浓度Ci已知，i=1,2…N，N是不小于2的整数；
S2.所述中红外光源发出的测量光穿过所述气体室，所述FTIR分析仪输出水汽对应谱峰的测量位置V1；
S3.获得所述位置V1和标准位置V0的差别，水汽对应谱峰的标准位置V0存储在所述FTIR分析仪中，
若所述差别超出阈值，则校正所述激光器的波长；
若所述差别低于阈值，进入下一步骤；
S4.获得波长γ；
；
γ0是激光器基准波长，P、T分别是所述气体室内的压强和温度，δi(T0)、mi分别是所述混合气体中第i种气体在温度T0下的频移系数和温度系数。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1. 校正效果好；
通过算法上的补偿，降低了水汽浓度变化带来的校正误差，实现了1-30%任意浓度水汽的波数自校正；
实现对谱图中横轴更精准的校正，有效降低因残差谱中水汽残留导致的示值误差和零点漂移；
放宽了对现场的条件要求（如必须使用同浓度气体），使得现场校正工作的难度降低，实现了维护的便利性。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例的FTIR分析仪的校正方法的流程图；
图2是实施本发明前后对比示意图。
具体实施方式
图1-图2和以下说明描述了本发明的可选具体实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些具体实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选具体实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
本发明实施例FTIR分析仪的校正方法，所述FTIR分析仪包括激光器、气体室和中红外光源，如图1所示，所述FTIR分析仪的校正方法为：
S1.含有水汽的混合气体通入所气体室中，所述混合气体中多种成分的浓度Ci已知，i=1,2…N，N是不小于2的整数；
S2.所述中红外光源发出的测量光穿过所述气体室，所述FTIR分析仪输出水汽对应谱峰的测量位置V1；
S3.获得所述位置V1和标准位置V0的差别，水汽对应谱峰的标准位置V0存储在所述FTIR分析仪中，
若所述差别超出阈值，则认为激光器本身的出射波长偏移，则需校正所述激光器的波长，γ0是激光器基准波长；
若所述差别低于阈值，则认为不是激光器的出射光波长偏移，进入下一步骤；
S4.获得波长γ；
；
γ0是激光器基准波长，P、T分别是所述气体室内的压强和温度，δi(T0)、mi分别是所述混合气体中第i种气体在温度T0下的频移系数和温度系数，这些系数可以通过查询Hitran数据库获得。
实施例2
根据本发明实施例FTIR分析仪的校正方法的应用例。
在该应用例中，如图1所示，所述FTIR分析仪的校正方法为：
S1.在FTIR分析仪的应用现场，使用氮气和水汽配制含有水汽的混合气体，混合气体中各种成分含量确定，如氮气的体积含量C1= A1/( A1+ A2)，水的体积含量C2=A2/( A1+A2)。
含有水汽的混合气体通入所气体室中，所述混合气体中多种成分的浓度Ci已知，i=1,2…N，N是不小于2的整数；
在FTIR分析仪的存储器内存储有多个分析模型，每个分析模型对应水汽浓度（如从1%呈梯度变化到30%）以及与水汽对应谱峰的标准位置，该标准位置是以谱图中作为横坐标的波数标注；
S2.所述中红外光源发出的测量光穿过所述气体室，所述FTIR分析仪输出水汽对应谱峰的测量位置V1，也即以谱图中作为横坐标的波数标注；
S3.比较所述混合气体中水汽浓度和存储的分析模型中水汽浓度，如果在存储的分析模型中找到和混合气体中水汽浓度相同的，则直接使用该分析模型中水汽谱峰的标准位置V0；
如果没有找到相同的，则寻找与混合气体中水汽浓度相邻的二个（分析模型中）的水汽浓度，利用该二个水汽浓度及对应的谱峰位置，通过插值等方法获得水汽谱峰的标准位置V0；
获得所述位置V1和标准位置V0的差别，水汽对应谱峰的标准位置V0存储在所述FTIR分析仪中，
若所述差别超出阈值，本实施例中阈值为1.27cm-1，则认为激光器本身的出射波长偏移，则需校正所述激光器的波长，γ0是激光器基准波长；
若所述差别低于阈值，则认为不是激光器的出射光波长偏移，是由于水汽浓度变化而使谱峰位置发生轻微偏移，进入下一步骤；
S4. 获得波长γ；
；
γ0是激光器基准波长，P、T分别是所述气体室内的压强和温度，δi(T0)、mi分别是所述混合气体中第i种气体在温度T0下的频移系数和温度系数，这些系数可以通过查询Hitran数据库获得。
在未知样品的检测中，利用上述激光器波长γ去纠正获得的样品谱图，从而准确地获得该谱图中与水汽对应的干扰谱峰位置，进而准确地扣除水汽的干扰，显著地降低了检测误差。
利用本实施例的方式做了多组测试，数据如下：
由上述数据可见，校正后的峰位和浓度之间的相关性已大大降低，如图2所示。
实施例2中示例了混合气体中具有包含水汽的二种成分，当然还可以是更多中成分，但具体实施方案是一致的。
Claims (4)
1.FTIR分析仪的校正方法，所述FTIR分析仪包括激光器、气体室和中红外光源，所述FTIR分析仪的校正方法为：
S1.含有水汽的混合气体通入所气体室中，所述混合气体中多种成分的浓度Ci已知，i=1,2…N，N是不小于2的整数；
S2.所述中红外光源发出的测量光穿过所述气体室，所述FTIR分析仪输出水汽对应谱峰的测量位置V1；
S3.获得所述位置V1和标准位置V0的差别，水汽对应谱峰的标准位置V0存储在所述FTIR分析仪中，
若所述差别超出阈值，则校正所述激光器的波长；
若所述差别低于阈值，进入下一步骤；
S4.获得波长γ；
；
γ0是激光器基准波长，P、T分别是所述气体室内的压强和温度，δi(T0)、mi分别是所述混合气体中第i种气体在温度T0下的频移系数和温度系数。
2.根据权利要求1所述的FTIR分析仪的校正方法，其特征在于，在步骤S3中，激光器的波长校正为。
3.根据权利要求1所述的FTIR分析仪的校正方法，其特征在于，不同浓度水汽对应的谱峰标准位置存储在所述FTIR分析仪中；所述混合气体中水汽浓度是所述不同浓度之一。
4.根据权利要求1所述的FTIR分析仪的校正方法，其特征在于，在所述FTIR分析仪应用现场，配制所述混合气体。
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