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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das technische Gebiet der Raman-Spektroskopie-Erfassung, und insbesondere auf ein Verfahren zur Erfassung einer Probe in einem Gefäß unter Verwendung der Raman-Spektroskopie.
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Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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Das Raman-Spektrum ist ein Molekularschwingspektrum, das die Fingerabdrücke von Molekülen wiedergeben und zur Erfassung eines Stoffs verwendet werden kann. Die Raman-Spektroskopie erfasst und identifiziert einen Stoff, in dem Raman-Spektren erfasst werden, die durch Ramanstreueffekte eines Erregungslichts durch ein zu erfassendes Objekt erzeugt werden. Das Raman-Spektroskopieerfassungsverfahren fand breite Anwendung in Gebieten, wie der Sicherheitsinspektion für Flüssigkeiten, der Schmuckerfassung, der Sprengstofferfassung, der Drogenerfassung, der Medizinerfassung, und dergleichen.
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Bei der Erfassung eines Stoffs liegt eine Herausforderung für das Raman-Spektroskopieerfassungsverfahren darin, eine Probe in einem Gefäß zu erfassen. Da manchmal die zu erfassende Probe in einem Gefäß enthalten sein muss, manchmal sogar in dem Gefäß eingeschlossen sein muss, ist es unausweichlich, dass die Erfassung durch das Gefäß, zum Beispiel eine Schutzhülle, gestört werden kann. Für die in dem Gefäß enthaltene Probe muss bei Abtastung ihres Raman-Spektrums ein Erregungslicht zuerst das Gefäß durchlaufen. Das Gefäß, das zum Beispiel aus Kunststoff oder Glas hergestellt ist, kann selbst einige Signale erzeugen, nachdem es durch das Erregungslicht erregt wurde, was eine deutliche Differenz zwischen dem erfassten Spektrum und dem Raman-Spektrum der zu erfassenden Probe selbst erzeugen kann, so dass viele Stoffe nicht korrekt identifiziert werden können. Im Stand der Technik wurden keine effizienten Lösungen zur Beseitigung der Effekte des Gefäßes vorgeschlagen. Somit muss die zu erfassende Probe oft aus dem Gefäß herausgenommen werden, um eine direkte Erfassung durchzuführen, was wenig benutzerfreundlich ist. Deshalb kann das Raman-Spektrum des zu erfassenden Objekts korrekt erlangt werden, indem die Interferenz aus dem Gefäß in der Raman-Spektroskopieerfassung beseitigt wird, um eine genaue Erkennung des Objekts zu erreichen. Es ist höchst bedeutsam, die Erfassungsgenauigkeit des Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens in verschiedenen Anwendungen zu verbessern.
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Kurzfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens zum Erfassen einer Probe in einem Gefäß, durch das die Interferenz des Raman-Spektrums des Gefäßes auf ein Raman-Spektroskopiesignal einer zu erfassenden Probe effizient beseitigt werden kann und die Probe korrekt identifiziert werden kann.
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Damit die vorstehend beschriebene Aufgabe gelöst wird, können die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wie folgt implementiert werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht ein Raman-Spektroskopieerfassungsverfahren zur Erfassung einer Probe in einem Gefäß vor, umfassend die Schritte:
- a) Messen eines Raman-Spektrums des Gefäßes, um ein erstes Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen;
- b) Messen eines Raman-Spektrum der Probe durch das Gefäß, um ein zweites Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen;
- c) Entfernen einer Interferenz, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes erzeugt wird, von dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal auf der Grundlage des ersten Raman-Spektroskopiesignals, um ein drittes Raman-Spektroskopiesignal der Probe selbst zu erlangen; und
- d) Identifizieren der Probe auf der Grundlage des dritten Raman-Spektroskopiesignals.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt c):
- (c1) Entnehmen von einem oder mehreren kennzeichnenden Intensitätswerten und kennzeichnenden Positionen, an denen die kennzeichnenden Intensitätswerte vorliegen, aus dem Raman-Spektroskopiesignal;
- (c2) Entnehmen, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal, von einem oder mehreren kennzeichnenden Intensitätswerten, die in Positionen entsprechend den kennzeichnenden Positionen in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal vorliegen;
- (c3) Berechnen eines Subtraktionskoeffizienten auf der Grundlage des einen oder der mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal und des einen oder der mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte, der oder die aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entnommen ist oder sind; und
- (c4) Subtrahieren des Produkts des ersten Raman-Spektroskopiesignals und des Subtraktionskoeffizienten von dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal, um das dritte Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt (c3) die folgenden Schritte:
- (c31) Teilen des einen oder mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte, der oder die aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entnommen ist oder sind, durch den einen oder die mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal, um jeweils einen oder mehrere Quotienten zu erlangen, wobei der eine oder die mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte, der oder die aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entnommen ist oder sind, dem einen oder den mehreren kennzeichnenden Intensitätswerten in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal in Positionen entspricht oder entsprechen; und
- (c32) Auswählen des Minimums der Quotienten als den Subtraktionskoeffizienten.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die kennzeichnenden Intensitätswerte Intensitätswerte kennzeichnender Signalspitzen.
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In einem Ausführungsbeispiel weist das dritte Raman-Spektroskopiesignal einige kennzeichnende Signalspitzen auf, die mit den kennzeichnenden Signalspitzen in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal in Positionen überlappen.
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In einem Ausführungsbeispiel wird das Messen des Raman-Spektrums des Gefäßes durch Fokussieren eines Erregungslichts auf das Gefäß durchgeführt, und wird das Messen des Raman-Spektrums der Probe in dem Gefäß durchgeführt, indem das Erregungslicht auf die Probe durch das Gefäß hindurch fokussiert wird.
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In einem Ausführungsbeispiel ist das Gefäß zumindest teilweise transparent.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt (d): Identifizieren der Probe, in dem das dritte Raman-Spektralsignal mit Spektraldaten in einer Referenzramanspektralbibliothek verglichen wird.
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In irgendeinem der vorstehenden Ausführungsbeispiele kann das Raman-Spektroskopiesignal, das korrekt die Eigenschaft eines zu erfassenden Objekts kennzeichnen kann, erlangt werden, indem die Interferenz, die durch das Gefäß erzeugt wird, aus einem Raman-Spektroskopiesignal der Probe umfassend ein Raman-Spektroskopiesignal des Gefäßes entfernt wird. Es kann korrekt das Raman-Spektrum der Probe in dem Gefäß erfassen, um die zu erfassende Probe effizient zu identifizieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens zur Erfassung einer Probe in einem Gefäß gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ein schematisches Ablaufdiagramm des Entfernens einer Interferenz, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes erzeugt wird, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal auf der Grundlage des ersten Raman-Spektroskopiesignals gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 ein schematisches Ablaufdiagramm des Schritts zum Berechnen eines Subtraktionskoeffizienten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4a bis 4c ein erstes Raman-Spektroskopiesignal, ein zweites Raman-Spektroskopiesignal bzw. ein drittes Raman-Spektroskopiesignal in einem ersten Erfassungsbeispiel unter Verwendung eines Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5a bis 5c schematisch ein erstes Raman-Spektroskopiesignal, ein zweites Raman-Spektroskopiesignal bzw. ein drittes Raman-Spektroskopiesignal in einem zweiten Erfassungsbeispiel unter Verwendung eines Raman-Spektroskopieverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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6a bis 6c schematisch ein erstes Raman-Spektroskopiesignal, ein zweites Raman-Spektroskopiesignal bzw. ein drittes Raman-Spektroskopiesignal in einem dritten Erfassungsbeispiel unter Verwendung eines Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen Ausführungsbeispiele finden und ist nicht als durch die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt auszulegen; stattdessen sind diese Ausführungsbeispiele so vorgesehen, dass die Erfindung gründlich und vollständig beschrieben wird und das Konzept der Offenbarung so zur Gänze dem Fachmann vermittelt wird.
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Wird eine Raman-Spektroskopie verwendet, um eine Probe zu erfassen, dann muss die zu erfassende Probe oft in einem Gefäß enthalten sein, wie einer Packflasche, einer Packschachtel, einem Topf oder dergleichen, was insbesondere in dem Fall gilt, in dem die Probe flüssig, gasförmig oder als Pulver vorliegt. Somit muss die Erfassung der Probe womöglich die Probe durch ein Erregungslicht durch das Gefäß hindurch bestrahlen, und es kann das Gefäß ebenso Ramanstreueffekte für das Erregungslicht erzeugen. Auf diese Weise kann das Gefäß das Raman-Spektroskopiesignal der Probe selbst stören. Die Beseitigung einer derartigen Störung ist sehr wichtig, um die Probe direkt und effizient zu erfassen und identifizieren.
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Die 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens zur Erfassung der Probe in dem Gefäß gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verfahren 10 kann umfassen:
einen Schritt 100 des Messens eines Raman-Spektrums des Gefäßes, um ein erstes Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen; einen Schritt 200 des Messens eines Raman-Spektrums der Probe durch das Gefäß hindurch, um ein zweites Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen; einen Schritt 300 des Entfernens einer Interferenz, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes verursacht wird, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal auf der Grundlage des ersten Raman-Spektroskopiesignals, um ein drittes Raman-Spektroskopiesignal der Probe selbst zu erlangen; und einen Schritt 400 des Identifizierens der Probe auf der Grundlage des dritten Raman-Spektroskopiesignals.
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Das erste Raman-Spektroskopiesignal ist das Raman-Spektroskopiesignal des Gefäßes, das von der stofflichen Natur des Gefäßes abhängt. Das Messen des Raman-Spektrums des Gefäßes kann erreicht werden, indem ein Erregungslicht (wie ein Laser) auf das Gefäß fokussiert wird, um das erste Raman-Spektroskopiesignals zu erlangen. Das zweite Raman-Spektroskopiesignal kann das Raman-Spektroskopiesignal des Gefäßes und das Raman-Spektroskopiesignal der Probe selbst umfassen. Das Messen des Raman-Spektrums der Probe in dem Gefäß kann erreicht werden, indem Erregungslicht (wie ein Laser) durch das Gefäß hindurch auf die Probe fokussiert wird, um ein zweites Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen. Falls die Probe in dem Gefäß direkt auf der Grundlage des zweiten Raman-Spektroskopiesignals identifiziert wird, zum Beispiel indem es mit einem Referenz-Ramanspektroskopiesignal eines Sollstoffs verglichen wird, dann wird die Probe aufgrund des nachteiligen Einflusses aus dem Gefäß heraus womöglich nicht korrekt erfasst. Deshalb wird dem Raman-Spektroskopieerfassungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Interferenz, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes erzeugt wird, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal mittels des ersten Raman-Spektroskopiesignals entfernt, um ein drittes Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen. Das dritte Raman-Spektroskopiesignal ist das Raman-Spektroskopiesignal der Probe selbst, das verwendet werden kann, um die Probe in dem vorstehend beschriebenen Schritt 400 zu identifizieren und zu erfassen. Als ein Beispiel kann der Schritt 400 ein Identifizieren der Probe umfassen, in dem das dritte Raman-Spektralsignal mit Raman-Spektraldaten in einer Referenzramanspektralbibliothek verglichen wird. Die Referenzramanspektralbibliothek kann zuvor gemäß den Ergebnissen der Raman-Spektroskopieerfassung bekannter Stoffe erstellt werden.
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Die Interferenz, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes erzeugt wird, kann aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal durch verschiedene Verfahren entfernt werden, zum Beispiel durch Vergleichen des ersten Raman-Spektroskopiesignals mit dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal direkt durch Plotten von Punkten oder Auflisten einer Tabelle oder Schätzen der Ähnlichkeit oder eine gemeinsame Beziehung des ersten Raman-Spektroskopiesignals und des zweiten Raman-Spektroskopiesignals auf der Grundlage eines Korrelationsvorgangs und dergleichen. Diese Verfahren sind jedoch hinsichtlich der Recheneffizienz nicht erwünscht und können zusätzliche Fehler miteinbringen.
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In Anbetracht dessen sieht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein einfaches und effizientes Verfahren zum Entfernen der Interferenz, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes erzeugt wird, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignalen vor, wie in der 2 gezeigt. Als ein Beispiel kann das Verfahren umfassen: einen Schritt 310 des Entnehmens von einem oder mehreren kennzeichnenden Intensitätswerten und der kennzeichnenden Positionen, an denen die kennzeichnenden Intensitätswerte vorliegen, aus dem ersten Raman-Spektroskopiesignal; einen Schritt 320 des Entnehmens, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal, von einem oder mehreren kennzeichnenden Intensitätswerten, der oder die in Positionen entsprechend den kennzeichnenden Positionen in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal vorliegt oder vorliegen; einen Schritt 330 des Berechnens eines Subtraktionskoeffizienten auf der Grundlage des einen oder der mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal und des einen oder der mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte, der oder die aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entnommen ist oder sind; und einen Schritt 340 des Subtrahierens des Produkts des ersten Raman-Spektroskopiesignals und des Subtraktionskoeffizienten von dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal, um das dritte Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen.
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Damit die Interferenz, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes verursacht wird, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entfernt wird, müssen zuerst die kennzeichnenden Informationen des Raman-Spektrums des Gefäßes, zum Beispiel einen oder mehrere kennzeichnende Intensitätswerte in dem vorstehend beschriebenen Schritt 310, aus dem ersten Raman-Spektroskopiesignal erlangt werden. Damit die Beziehung zwischen dem ersten Raman-Spektroskopiesignal und der Interferenz bestimmt wird, die durch das Gefäß in dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal verursacht wird, müssen weiterhin kennzeichnende Intensitätswerte aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal erlangt werden, die bei Positionen entsprechend den kennzeichnenden Positionen in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal vorliegen. Wird zum Beispiel der Einfluss der Fokalposition des Erregungslichts betrachtet, dann können sich die Signalintensitäten, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal erzeugt werden, und jene in dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal voneinander unterscheiden. Wird das Interferenzsignal, das durch das Raman-Spektrum des Gefäßes verursacht wird, aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entfernt, muss somit ein geeigneter Subtraktionskoeffizient in Betracht gezogen werden. Der Subtraktionskoeffizient stellt das Verhältnis der Signalintensitäten, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes in dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal erzeugt werden, gegenüber dem ersten Raman-Spektroskopiesignal dar. Bei der Berechnung des Subtraktionskoeffizienten können alle oder lediglich ein Teil der kennzeichnenden Intensitätswerte in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal verwendet werden, es können zum Beispiel ein, zwei, drei, vier, fünf oder mehr kennzeichnende Intensitätswerte verwendet werden. Die Berechnungsergebnisse halten eine größere Genauigkeit, wenn alle kennzeichnenden Intensitätswerte verwendet werden.
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In einem Beispiel wird ein Verfahren zum Berechnen des Subtraktionskoeffizienten vorgesehen, wie in der 3 gezeigt. Das Verfahren kann umfassen: einen Schritt 331 des Teilens des einen oder mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte, der oder die aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entnommen ist oder sind, durch den einen oder die mehrere kennzeichnenden Intensitätswerte in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal, um jeweils einen oder mehrere Quotienten erlangen, wobei der eine oder die mehreren kennzeichnenden Intensitätswerte, der oder die aus dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal entnommen ist oder sind, dem einen oder den mehreren kennzeichnenden Intensitätswerten in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal in Positionen entspricht oder entsprechen; und einen Schritt 332 des Auswählens des Minimums der Quotienten als den Subtraktionskoeffizienten. Es sei darauf hingewiesen, dass falls lediglich ein Quotient vorliegt, das Minimum des Quotienten der Quotient selbst sein wird. Ein derartiges Verfahren kann wirksam sein, um Bedämpfungen der kennzeichnenden Intensitätswerte in dem Raman-Spektroskopiesignal der zu erfassenden Probe bei dem Entfernen der Interferenz zu vermeiden, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes verursacht wird.
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Da die Eigenschaften des Raman-Spektroskopiesignals hauptsächlich die Positionen und Intensitäten von kennzeichnenden Signalspitzen sind, sind die vorstehend beschriebenen kennzeichnenden Intensitätswerte im Allgemeinen Intensitätswerte kennzeichnender Signalspitzen, d. h. Spitzenintensitätswerte des Raman-Spektroskopiesignals. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass zum Beispiel die vorstehend beschriebenen kennzeichnenden Intensitätswerte alternativ bestimmte Werte auf einer Steigung der kennzeichnenden Signalspitzen, Wendepunkte der Phase und dergleichen sein können.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren zum Berechnen des Subtraktionskoeffizienten ist insbesondere dann vorteilhaft, falls ein Teil der kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektrum der zu erfassenden Probe mit den kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektroskopiesignal des Gefäßes in Positionen überlappt. Die kennzeichnenden Intensitätswerte des ersten Raman-Spektralsignals widerspiegeln lediglich den Beitrag der Raman-Streuung des Gefäßes, während die kennzeichnenden Intensitätswerte des zweiten Raman-Spektralsignals sowohl den Beitrag der Raman-Streuung des Gefäßes als auch den Beitrag der Raman-Streuung der zu erfassenden Probe widerspiegeln. Deshalb, je größer die Quotienten sind, desto größer ist der Beitrag der Raman-Streuung der Probe bei der Position auf das Raman-Spektroskopiesignal, und bedeutet oft, dass die Überlappung der kennzeichnenden Abschnitte (zum Beispiel kennzeichnender Signalspitzen) in dem Raman-Spektrum des Gefäßes mit den kennzeichnenden Abschnitten (zum Beispiel kennzeichnenden Signalspitzen) in dem Raman-Spektrum der zu erfassenden Probe bedeutsamer wird oder die kennzeichnenden Intensitätswerte des Raman-Spektrum der zu erfassenden Probe bei der Position größer werden, und umgekehrt. Das Auswählen des Minimalquotienten als den Subtraktionskoeffizienten kann verhindern, dass die kennzeichnenden Intensitätswerte der zu erfassenden Probe bei Entfernen der Interferenz verringert werden, die durch das Raman-Spektrum des Gefäßes verursacht wird. Dies kann hilfreich sein, um die Genauigkeit der schlussendlichen Erkennung der zu erfassenden Probe sicherzustellen.
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Außerdem gilt für den Fall, dass alle kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektrum der zu erfassenden Probe mit den kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektroskopiesignal des Gefäßes in der Position überlappen, dass dieser Fall aufgrund der Wirkweise der Raman-Streuung so gut wie nie vorliegt. Somit wird dieser Fall im Allgemeinen in der Praxis nicht berücksichtigt.
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Die 4a bis 4c zeigen schematisch ein erstes Beispiel eines Erfassungsvorgangs unter Verwendung eines Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem Beispiel ist die zu erfassende Probe Wasserstoffperoxid, das in einer Flasche aus hochdichtem Polyethylenkunststoff (HDPE, high density polyethylene) als das Gefäß enthalten ist.
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Bei der Erfassung wird ein Erregungslicht auf die HDPE-Flasche fokussiert, um das erste Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen. Das erlangte erste Raman-Spektroskopiesignal ist in der
4a gezeigt. In dem ersten Raman-Spektroskopiesignal sind die kennzeichnenden Intensitätswerte und die entsprechenden kennzeichnenden Positionen in Tabelle 1 aufgelistet (die als der kennzeichnende Intensitätswert 1 in Tabelle 1 dargestellt ist). Dann wird das Erregungslicht auf die Probe (Flüssigkeit) in der HDPE-Flasche fokussiert, um das zweite Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen. Das erlangte zweite Raman-Spektroskopiesignal ist in der
4b gezeigt. In dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal sind die kennzeichnenden Intensitätswerte entsprechend den kennzeichnenden Positionen in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal ebenso in Tabelle 1 aufgelistet (als der kennzeichnende Intensitätswert 2 in Tabelle 1 dargestellt). Dann werden die vorstehend beschriebenen kennzeichnenden Intensitätswerte in dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal durch jene in dem ersten Raman-Spektroskopiesignal geteilt, um einen Satz von Quotienten zu erlangen (vgl. Tabelle 1). Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, weisen die Quotienten ein Minimum von 0,411 auf. Dieses Minimum 0,411 wird als der Subtraktionskoeffizient bestimmt. Das Produkt des ersten Raman-Spektroskopiesignals und von 0,411 wird von dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal subtrahiert, um ein drittes Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen, wie in der
4c gezeigt. Schließlich kann – durch Vergleichen des dritten Raman-Spektroskopiesignals mit Daten in der Raman-Spektralbibliothek – die Zusammensetzung der Probe als Wasserstoffperoxid bestimmt werden.
| Nr. | Kennzeichnende Position (cm–1) | Kennzeichnender Intensitätswert 1 (reine Zahl) | kennzeichnender Intensitätswert 2 (reine Zahl) | Quotient |
| 1 | 1058 | 14500 | 7210 | 0,497 |
| 2 | 1130 | 13120 | 5780 | 0,441 |
| 3 | 1259 | 19419 | 7970 | 0,411 |
| 4 | 1438 | 17600 | 7900 | 0,449 |
Tabelle 1
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Die 5a bis 5c zeigen schematisch ein zweites Beispiel eines Erfassungsvorgangs unter Verwendung eines Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem Beispiel ist die zu erfassende Probe Ethanol, das in einer Flasche aus Polyethylenterephthalat (PET) als das Gefäß enthalten ist.
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Ähnlich dem vorstehend beschriebenen ersten Beispiel wird zuerst bei der Erfassung ein Erregungslicht auf die PET-Flasche fokussiert, um das Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen. Das erlangte erste Raman-Spektroskopiesignal ist in 5a gezeigt.
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Dann wird das Erregungslicht auf die Probe (Flüssigkeit) in der PET-Flasche fokussiert, um das zweite Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen. Das erlangte zweite Raman-Spektroskopiesignal ist in der 5b gezeigt. Dann wird der Subtraktionskoeffizient durch das vorstehend beschriebene Verfahren bestimmt. Außerdem wird das Produkt des ersten Raman-Spektroskopiesignals und des Subtraktionskoeffizienten von dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal subtrahiert, um ein drittes Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen, wie in der 5b gezeigt ist. Schließlich kann – durch Vergleichen des dritten Raman-Spektroskopiesignals mit Daten in der Raman-Spektralbibliothek – die Zusammensetzung der Probe als Ethanol bestimmt werden.
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Aus den 5a bis 5c ist ersichtlich, dass das Raman-Spektroskopiesignal der Probe (Ethanol) einige kennzeichnende Signalspitzen aufweist, die mit den kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektroskopiesignal des Gefäßes (der PET-Flasche) überlappen. Es ist somit verständlich, dass das Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung noch immer korrekte Messungen selbst in dem Fall erlangen kann, in dem das Raman-Spektroskopiesignal der Probe einige kennzeichnende Signalspitzen aufweist, die mit den kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektroskopiesignal des Gefäßes überlappen.
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Die 6a bis 6c zeigen schematisch ein drittes Beispiel eines Erfassungsvorgangs unter Verwendung eines Ramansspektroskopieerfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem Beispiel ist die zu erfassende Probe ein Calciumcarbonatpulver, das in einer Flasche aus Glas (PET) als das Gefäß enthalten ist.
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Ähnlich den vorstehend beschriebenen zwei Beispielen wird bei der Erfassung zuerst ein Erregungslicht auf die Glasflasche fokussiert, um das erste Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen. Das erlangte erste Raman-Spektroskopiesignal ist in der 6a gezeigt. Dann wird das Erregungslicht auf die Probe (feste Phase) in der Glasflasche fokussiert, um das zweite Raman-Spektroskopie zu erlangen. Das erlangte zweite Raman-Spektroskopiesignal ist in der 6b gezeigt. Dann wird der Subtraktionskoeffizient durch das vorstehend beschriebene Verfahren bestimmt.
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Außerdem wird das Produkt des ersten Raman-Spektroskopiesignals und des Subtraktionskoeffizienten von dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal subtrahiert, um ein drittes Raman-Spektroskopiesignal zu erlangen, wie in der 6c gezeigt ist. Schließlich kann – durch Vergleichen des dritten Raman-Spektroskopiesignals mit Daten in der Raman-Spektralbibliothek – die Zusammensetzung der Probe als Calciumkarbonat bestimmt werden.
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Aus den 6a bis 6c ist ersichtlich, dass in dem zweiten Raman-Spektroskopiesignal die kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektroskopiesignal der Probe aufgrund der Interferenz des Raman-Spektrums des Gefäßes (Glasflasche) beinahe verschwinden. Die kennzeichnenden Signalspitzen in dem Raman-Spektroskopiesignal der zu erfassenden Probe können jedoch mittels des Raman-Spektroskopieerfassungsverfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung noch immer korrekt aufgefunden werden, um die Probe korrekt und effizient zu identifizieren.
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Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurde, sind die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele lediglich verdeutlichend und schränken die Erfindung nicht ein.
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Obwohl einige Ausführungsbeispiele des allgemeinen erfinderischen Konzepts gezeigt und beschrieben wurden, ist für den Fachmann ersichtlich, dass Modifikationen und Variationen bei diesen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden können, ohne von den Wirkweisen und dem Wesen des allgemeinen erfinderischen Konzepts der Offenbarung abzuweichen, wobei der Schutzbereich in den anhängenden Patenansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.
