專利名稱：：近紅外光譜分析儀及其分辨率的校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及近紅外光譜分析，特別涉及一種近紅外光譜分析儀及校正方法。
背景技術(shù)：
：采用近紅外光譜定量(定性)分析樣本需要先建立分析模型，然后利用該模型對(duì)樣本的近紅外光譜進(jìn)行分析來獲得樣本的組分或含量。由于近紅外光譜分析儀之間的橫向波長(zhǎng)差異、縱向吸光度差異和分析儀分辨率帶寬等差異，造成一臺(tái)近紅外光譜分析儀上建立的模型通常不能直接應(yīng)用于另一臺(tái)近紅外光譜分析儀，而建立模型在許多應(yīng)用領(lǐng)域中都是一項(xiàng)極其繁瑣的工作，重復(fù)性的建模工作會(huì)造成人力、物力等資源巨大浪費(fèi)，而且在某些情況下，樣品可能不易得到或不易保存，此時(shí)則難于重新建模。模型傳遞正是解決上述問題的方法之一，其本質(zhì)是克服樣品在不同分析儀上的輸出信號(hào)間的不一致性。分析儀之間的橫向波長(zhǎng)差異、縱向吸光度差異較易通過校準(zhǔn)方法解決，模型傳遞方法的難點(diǎn)在于克服分析儀分辨率差異導(dǎo)致的光譜不一致。模型傳遞的首要方法是提高分析儀的制造水平，使得同一類型號(hào)的各分析儀測(cè)量同一樣本時(shí)的輸出信號(hào)保持一致。但是在一定時(shí)期內(nèi)，分析儀制造水平達(dá)不到上述要求，可對(duì)各分析儀間的量測(cè)信號(hào)進(jìn)行軟處理，消除其差別，從而實(shí)現(xiàn)模型傳遞。如圖1所示，模型傳遞的信號(hào)處理主要有兩個(gè)方面對(duì)光譜信號(hào)和對(duì)模型信號(hào)進(jìn)行處理。目前應(yīng)用比較多的方法有分段直接標(biāo)準(zhǔn)化(PDS)方法、Shenk方法和斜率/偏差(slope/bias)校正方法。PDS和Shenk方法均需要在不同近紅外光譜分析儀上掃描同一批標(biāo)準(zhǔn)樣本光譜，其中一臺(tái)為主機(jī)，其他作為從機(jī)，通過主機(jī)和從機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)樣本光譜獲得分析儀之間信號(hào)校正轉(zhuǎn)換因子，通過轉(zhuǎn)換因子將從機(jī)光譜校正到與主機(jī)一致，從而實(shí)現(xiàn)模型傳遞。該模型傳遞方法需要一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)，如果標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)損壞，則模型傳遞過程將變得極為復(fù)雜；同時(shí)該方法需要獲得一批性質(zhì)穩(wěn)定且能夠長(zhǎng)期保存的標(biāo)準(zhǔn)樣本，因此在實(shí)際應(yīng)用中難度較大。斜率/偏差分析模型傳遞方法雖然不需要保存一批標(biāo)準(zhǔn)樣本，但在預(yù)測(cè)未知樣本時(shí)需數(shù)個(gè)到數(shù)十個(gè)樣本的參考值進(jìn)行對(duì)照，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，獲得該參考值非常困難，或者操作繁瑣；同時(shí)該方法不適用于模型開發(fā)和維護(hù)階段，因此該模型傳遞方法的實(shí)用性不強(qiáng)。在近紅外模型傳遞研究上，有人利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法校正兩臺(tái)分析儀的光譜信號(hào)，從而完成模型傳遞；也有人將近紅外光譜進(jìn)行小波分解，然后在小波域上進(jìn)行模型傳遞并獲得較好結(jié)果；還有學(xué)者對(duì)近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，如采用正交投影算法、附加背景校正等方法建立更加穩(wěn)健的模型以完成模型傳遞。這些方法如同PDS和Shenk方法一樣，需要多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本，因此，在模型傳遞的實(shí)際應(yīng)用工作中，工作量仍然比較大、應(yīng)用難度較大。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種對(duì)相同樣本的輸出信號(hào)完全一致、可實(shí)現(xiàn)分析模型無縫傳遞的近紅外光譜分析儀，還提供了一種工作量小、穩(wěn)健可靠、方便實(shí)用的近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法，包括以下步驟a、設(shè)定步驟設(shè)定近紅外光譜分析儀中光譜儀的目標(biāo)分辨率及分辨率公差范圍；b、調(diào)節(jié)步驟使用標(biāo)準(zhǔn)光源連接所述光譜儀，掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，調(diào)節(jié)光譜儀使其分辨率處在所述分辨率公差范圍內(nèi)；使用所述光譜儀掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，依據(jù)目標(biāo)分辨率處理標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，得到分辨率校正信息并儲(chǔ)存，分辨率校正信息可將標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的分辨率校正至目標(biāo)分辨率；C、分辨率校正步驟測(cè)量光源發(fā)出的光照射樣本，使用所述光譜儀掃描得到樣本吸收光譜，利用分辨率校正信息處理樣本吸收光譜，將樣本吸收光譜的分辨率校正到目標(biāo)分辨率；從而將不同近紅外光譜分析儀的分辨率校正至相同。每次測(cè)量新樣本時(shí)重復(fù)所述步驟c。作為優(yōu)選，在所述步驟a中，將光譜儀的工作波段劃分為若干子波段，分別在若干子波段內(nèi)設(shè)定目標(biāo)分辨率和分辨率公差范圍；在所述步驟b中，所述標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜在各子波段內(nèi)有特征峰。作為優(yōu)選，在所述步驟b中，通過以下方式得到分辨率校正信息使用光譜儀掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，獲得所述標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的特征峰；選取若干個(gè)特征峰，采用如下高斯公式擬合選取的特征峰，從而得到各個(gè)特征峰的峰寬&，/",2,3…"；C表示特征峰的中心位點(diǎn)，丄S為常數(shù)；；_上一得到高斯濾波函數(shù)7=^Ve^,其中，《=《-《，33=目標(biāo)，率，E《=^~，/=1，2，3-^;以;c-0為中心，按照所述高斯濾波函數(shù)以一定間隔生成從x-4.《到^L&的高斯序列，*為系數(shù)，歸一化得到的高斯序列并儲(chǔ)存；在所述步驟c中，采用如下方式處理樣本吸收光譜；所述高斯序列與樣本吸收光譜進(jìn)行巻積；輸出巻積后的樣本吸收光譜，將樣本吸收光譜的分辨率校正到目標(biāo)分辨率。作為優(yōu)選，在所述步驟b中，通過以下方式得到分辨率校正信息使用光譜儀掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，獲得所述標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的特征峰；選取若干個(gè)特征峰，根據(jù)選取的特征峰所處位置，將標(biāo)準(zhǔn)光源光譜分成若干段A，hl,2，3…"，每一段均包含一個(gè)特征峰；采用如下高斯公式擬合選取的特征峰，從而得到各個(gè)特征峰的峰寬&，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>C表示特征峰的中心位點(diǎn)，丄B為常數(shù)；戶得到與每一段丄,對(duì)應(yīng)的高斯濾波函數(shù)少,=^"^'e《，《=《-《，目標(biāo)，率;以^=0為中心，按照所述高斯濾波函數(shù)以一定間隔生成從1=4.《,到^=^2,的與每一段4對(duì)應(yīng)的高斯序列，ifc為系數(shù)，歸一化得到的高斯序列并儲(chǔ)存；在所述步驟c中，采用如下方式處理樣本吸收光譜按照所述選取的特征峰所處位置，將樣本吸收光譜分為若干段M,，/=1，2，3...w;將與同一特征峰對(duì)應(yīng)的分段M,和分段A所對(duì)應(yīng)的高斯序列巻積，得到每一段巻積后的光譜；組合每一段巻積后的樣本吸收光譜并輸出，將樣本吸收光譜的分辨率校正到目標(biāo)分辨率。作為優(yōu)選，在所述步驟c中，按照與所述一定間隔相同的間隔對(duì)所述樣本的吸收光譜進(jìn)行插值處理，從而使樣本吸收光譜與所述高斯序列相匹配；所述高斯序列與插值后的樣本吸收光譜巻積。為了實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明還提出了這樣一種近紅外光譜分析儀，包括測(cè)量光源、光譜儀和分析單元，所述分析單元包括分析裝置；所述分析儀還包括標(biāo)準(zhǔn)光源，分析單元還包括以下裝置可選擇光譜中特征峰的選擇裝置；可擬合所述特征峰的擬合裝置；可依據(jù)高斯濾波函數(shù)進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置；可依據(jù)高斯濾波函數(shù)生成高斯序列的生成裝置；可對(duì)高斯序列與光譜進(jìn)行巻積處理的巻積裝置；光譜輸出裝置。作為優(yōu)選，所述分析單元還包括可對(duì)光譜進(jìn)行插值處理的插值裝置。作為優(yōu)選，所述分析單元還包括可依據(jù)特征峰所處位置將光譜分段的分段裝置。作為優(yōu)選，所述分析單元還包括可將若干段光譜組合在一起的組合裝置。作為優(yōu)選，所述標(biāo)準(zhǔn)光源為低壓滎燈、高壓滎燈、波長(zhǎng)可調(diào)激光器、一組不同波長(zhǎng)的激光器、單色儀輸出的準(zhǔn)單色光中的任一種。本發(fā)明總的技術(shù)構(gòu)思為本發(fā)明提出了一種消除不同近紅外光譜分析儀分辨率帶寬差異的技術(shù)，該技術(shù)硬件上首先保證分析儀的分辨率處于某一公差范圍內(nèi)，而此時(shí)分析儀的分辨率在整個(gè)波長(zhǎng)(波數(shù))域不可能處處相等，然后通過高斯巻積濾波方式將不均勻的分辨率大小調(diào)整一致。保證了不同的近紅外光譜分析儀對(duì)于同一樣本有相同的輸出光譜，從而為分析模型的傳遞奠定基礎(chǔ)，或利用分析儀中已有的分析模型輸出相同的測(cè)量結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下有益效果-1、實(shí)現(xiàn)了分析模型的無縫傳遞采用硬件調(diào)整結(jié)合軟件微調(diào)方法直接校正近紅外光譜分析儀的輸出光譜，保證了對(duì)于相同樣本，不同分析儀之間具有相同的輸出光譜，實(shí)現(xiàn)分析模型的無縫傳遞，即同一個(gè)分析模型作用于不同的近紅外光譜分析儀，針對(duì)同一個(gè)樣本進(jìn)行測(cè)量，所輸出的結(jié)果完全一致。該方法消除了近紅外模型傳遞中的主機(jī)和從機(jī)概念，即避免使用標(biāo)準(zhǔn)近紅外分析儀時(shí)；避免了使用標(biāo)準(zhǔn)樣本，為近紅外分析儀開發(fā)和用戶使用帶來極大便利。2、促進(jìn)了近紅外分析技術(shù)的普及近紅外分析技術(shù)沒有廣泛普及的一個(gè)重要原因即是模型傳遞問題沒有完全解決，本發(fā)明正是創(chuàng)造性地解決了模型傳遞問題，從而有望使近紅外分析技術(shù)如同其他光譜技術(shù)一樣得到普及應(yīng)用。3、與用戶無關(guān)，近紅外光譜分析儀出廠之前即完成分辨率校正，實(shí)現(xiàn)了分析儀的標(biāo)準(zhǔn)化。4、可實(shí)現(xiàn)資源共享，對(duì)于相同樣本，近紅外光譜分析儀的輸出信號(hào)一致，因此可實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的資源共享，即不同分析儀所分析的同類樣本的數(shù)據(jù)和模型可有效地、無差別地積累。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中模型傳遞方法的示意圖2是實(shí)施例1中近紅外光譜分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的校正方法的流程示意圖4是實(shí)施例1中部分步驟的流程示意圖5是汞燈光譜的示意圖6是實(shí)施例1中光譜儀分辨率處于分辨率公差范圍內(nèi)的示意圖7是實(shí)施例1中不同近紅外光譜分析儀校正前測(cè)得的柴油光譜示意圖8是實(shí)施例1中不同近紅外光譜分析儀校正后測(cè)得的柴油光譜示意圖9是實(shí)施例2中近紅外光譜分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖10是實(shí)施例2中部分步驟的流程示意圖11是實(shí)施例2中光譜儀分辨率處于分辨率公差范圍內(nèi)的示意圖12是實(shí)施例2中汞燈光譜和汽油光譜的分段示意圖；圖13是實(shí)施例2中不同近紅外光譜分析儀校正前測(cè)得的汽油光譜示意圖14是實(shí)施例2中不同近紅外光譜分析儀校正后測(cè)得的汽油光譜示意圖15是實(shí)施例3中光譜儀分辨率處于分辨率公差范圍內(nèi)的示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳盡描述。實(shí)施例1:如圖2所示，一種近紅外光譜分析儀，包括測(cè)量光源如鎢燈、光譜儀、分析單元以及標(biāo)準(zhǔn)光源如低壓汞燈。所述光譜儀包括入射狹縫、光柵、出射狹縫和探測(cè)器。所述分析單元包括以下裝置(分析單元內(nèi)部的軟件程序模塊)可選擇光譜中特征峰的選擇裝置；可擬合所述特征峰的擬合裝置；可依據(jù)高斯濾波函數(shù)進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置；可依據(jù)高斯濾波函數(shù)生成高斯序列的生成裝置；可對(duì)光譜進(jìn)行插值處理的插值裝置；可對(duì)高斯序列與光譜進(jìn)行巻積處理的巻積裝置；光譜輸出裝置；分析裝置。本實(shí)施例還揭示了一種近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法，如圖3所示，包括以下步驟a、設(shè)定步驟設(shè)定光譜儀的目標(biāo)分辨率為6.7nm，分辨率公差范圍為6.06.7nm;b、調(diào)節(jié)和處理步驟使用標(biāo)準(zhǔn)光源如低壓汞燈連接所述光譜儀，掃描得到低壓汞燈的光譜，利用所述選擇裝置選取5個(gè)特征峰，調(diào)節(jié)探測(cè)器、光柵、入射狹縫的位置，使光譜儀在5個(gè)特征峰處的分辨率處在所述分辨率公差范圍內(nèi)，如圖6所示，實(shí)線表示目標(biāo)分辨率值，實(shí)線與虛線之間為分辨率公差范圍；低壓汞燈的光譜具有一定的特征峰，且特征峰具有很窄的帶寬，對(duì)近紅外光譜分析儀分辨率的準(zhǔn)確性沒有影響，因此可以作為標(biāo)準(zhǔn)光源。如圖4所示，使用光譜儀掃描汞燈光譜，并由分析裝置輸出汞燈光譜，獲得像素域下汞燈光譜的特征峰，如圖5所示；由于所述特征峰符合高斯分布，因此利用所述擬合裝置并采用高斯公式擬合選取的5個(gè)特征峰;/=^+5乂《1C表示高斯峰的中心位點(diǎn)，《表示特征峰的峰寬，丄5為常數(shù)；從而得到與各個(gè)特征峰分別對(duì)應(yīng)的《,，/=1,2,3,4,5，如表1所示；表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>_丄利用計(jì)算裝置得到高斯濾波函數(shù)>^1^^乂_^，其中，』標(biāo)^_率=285，^^=263，j^T^-L10;并以^o為中心，利用生成裝置并按照所述高斯濾波函數(shù)以O(shè).lnm的步長(zhǎng)生成從x--3^到x-3&的高斯序列，歸一化得到的高斯序列并儲(chǔ)存；c、分辨率校正步驟使用測(cè)量光源如鎢燈替換所述低壓汞燈，使用光譜儀掃描樣本如柴油的吸收光譜(簡(jiǎn)稱柴油光譜，下同)，如圖7所示，不同的近紅外光譜分析儀得到不同的柴油光譜，且差異較大；利用插值裝置并按照O.lnm的步長(zhǎng)對(duì)所述柴油的吸收光譜進(jìn)行插值處理，與所述高斯序列匹配；利用巻積裝置將所述高斯序列與插值處理后的柴油光譜作巻積處理；利用光譜輸出裝置輸出巻積后的吸收光譜，通過分析裝置得到與目標(biāo)分辨率相同的柴油光譜。上述步驟a、b是在分析儀制造調(diào)試過程中完成，在測(cè)量使用過程中重復(fù)操作所述步驟c。通過上述方法，可以使不同近紅外光譜分析儀的分辨率保持相同，從而使不同分析儀獲得相同的光譜，如圖8所示，使同一分析模型得以應(yīng)用在不同的近紅外光譜分析儀上。實(shí)施例2:如圖9所示，一種近紅外光譜分析儀，與實(shí)施例l不同的是，所述分析儀還包括1、可依據(jù)特征峰所處位置將光譜分段的分段裝置。2、可將若干段光譜組合在一起的組合裝置。本實(shí)施例還揭示了一種近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法，如圖3所示，包括以下步驟a、設(shè)定步驟設(shè)定光譜儀的目標(biāo)分辨率為7.0nm，分辨率公差范圍為6.57.0nm;b、調(diào)節(jié)和處理步驟使用標(biāo)準(zhǔn)光源如低壓汞燈連接所述光譜儀，掃描得到汞燈光譜，利用選擇裝置在光譜中選取5個(gè)特征峰，調(diào)節(jié)探測(cè)器、光柵、入射狹縫的位置，使光譜儀在5個(gè)特征峰處的分辨率處在所述分辨率公差范圍內(nèi)，如圖11所示，實(shí)線表示目標(biāo)分辨率值，實(shí)線與虛線之間為分辨率公差范圍；如圖10所示，使用光譜儀掃描低壓汞燈的光譜，并由分析裝置輸出滎燈光譜，獲得像素域下汞燈光譜的特征峰，如圖5所示；利用分段裝置并根據(jù)選取的特征峰所處位置，將標(biāo)準(zhǔn)光源光譜分成5段丄(，/=1,2,3,4,5，每一段均包含一個(gè)特征峰，如圖12所示；由于所述特征峰符合高斯分布，因此利用擬合裝置并采用高斯公式擬合選取的特征峰;;=^+5,e《C表示高斯峰的中心位點(diǎn)，《表示特征峰的峰寬，丄5為常數(shù)；從而得到與各個(gè)分段A對(duì)應(yīng)的^，"1,2，3,4，S，如表2所示；利用計(jì)算裝置得到與每一個(gè)分段A對(duì)應(yīng)的高斯濾波函數(shù)1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>為中心，利用生成裝置并按照所述高斯濾波函數(shù)以0.1nm步長(zhǎng)生成從x^-4&到x=4&的與每一分段A對(duì)應(yīng)的5個(gè)高斯序列，歸一化得到的高斯序列并儲(chǔ)存；表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>c、分辨率校正步驟使用測(cè)量光源如鎢燈替換所述低壓汞燈，使用光譜儀掃描樣本如汽油的吸收光譜(簡(jiǎn)稱汽油光譜，下同)，如圖13所示，不同的近紅外光譜分析儀得到不同的汽油光譜，且差異較大；利用分段裝置并按照選取的特征峰所處位置，將汽油光譜分為A、B、C、D、E等5段M,，/=1，2,3,4,5，如圖12所示；利用插值裝置并按照O.lnm的步長(zhǎng)對(duì)所述汽油光譜進(jìn)行插值處理，與所述高斯序列匹配；利用巻積裝置將與同一特征峰對(duì)應(yīng)的分段M,和分段丄,所對(duì)應(yīng)的高斯序列巻積，得到每一段巻積后的光譜；利用組合裝置組合每一段巻積后的光譜，光譜段之間的重復(fù)段取平均值；利用光譜輸出裝置，輸出巻積后的吸收光譜，從而得到與目標(biāo)分辨率相同的汽油光譜。上述步驟a、b是在分析儀出廠前完成，而在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)重復(fù)操作步驟c。通過上述方法，可以使不同近紅外光譜分析儀的分辨率保持相同，如圖14所示，使得對(duì)于相同的樣本，不同的近紅外光譜分析儀可利用相同的分析模型輸出相同的測(cè)量結(jié)果。實(shí)施例3:一種近紅外光譜分析儀，與實(shí)施例2相同。本實(shí)施例還揭示了一種近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法，如圖3所示，包括以下步驟a、設(shè)定步驟將光譜儀的工作波段分為5個(gè)子波段，分別在5個(gè)子波段內(nèi)設(shè)定目標(biāo)分辨率及分辨率公差范圍，如表3所示；表3<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>b、調(diào)節(jié)和處理步驟使用標(biāo)準(zhǔn)光源如低壓汞燈(所述低壓汞燈光譜在所述5個(gè)子波段內(nèi)有特征峰)連接所述光譜儀，掃描得到汞燈光譜，利用選擇裝置在光譜中選取5個(gè)特征峰，使每個(gè)子波段內(nèi)都有特征峰，調(diào)節(jié)探測(cè)器、光柵、入射狹縫的位置，使光譜儀在5個(gè)特征峰處的分辨率處在所述分辨率公差范圍內(nèi)，如圖15所示，實(shí)線表示目標(biāo)分辨率值，實(shí)線與虛線之間為分辨率公差范圍；如圖10所示，使用光譜儀掃描低壓汞燈的光譜，并由分析裝置輸出汞燈光譜，獲得像素域下汞燈光譜的特征峰，如圖5所示；利用分段裝置并根據(jù)選取的特征峰所處位置，將標(biāo)準(zhǔn)光源光譜分成5段A，i=1,2,3,4,5，每一段均包含一個(gè)特征峰，如圖12所示；由于所述特征峰符合高斯分布，因此利用擬合裝置并采用高斯公式擬合選取的特征峰-0.5.(^)2"J+5.e《C表示高斯峰的中心位點(diǎn)，《表示特征峰的峰寬，丄5為常數(shù)；從而得到與各個(gè)分段Z,對(duì)應(yīng)的《，"1,2,3,4,5，如表4所示；利用計(jì)算裝置得到與每一個(gè)分段丄,對(duì)應(yīng)的高斯濾波函數(shù)-^Ti^.e—^，其中，《=《—《，《'=1|，；=1,2,3,4，5;以口O為中心，利用生成裝置并按照所述高斯濾波函數(shù)以O(shè).lnm步長(zhǎng)生成從^=-4&到;c二4&,的分別與每一分段丄,.對(duì)應(yīng)的5個(gè)高斯序列，歸一化得到的高斯序列并儲(chǔ)存；表4<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>C、分辨率校正步驟使用測(cè)量光源如鎢燈替換所述低壓汞燈，使用光譜儀掃描樣本如汽油的吸收光譜(簡(jiǎn)稱汽油光譜，下同)，如圖13所示，不同的近紅外光譜分析儀得到不同的汽油光譜，且差異較大；利用分段裝置并按照選取的特征峰所處位置，將汽油光譜分為A、B、C、D、E等5段M,，/=1,2，3,4，5，如圖12所示；利用插值裝置并按照O.lnm的步長(zhǎng)對(duì)所述汽油光譜進(jìn)行插值處理，與所述高斯序列匹配；利用巻積裝置將與同一特征峰對(duì)應(yīng)的分段M,和分段Z,所對(duì)應(yīng)的高斯序列巻積，得到每一段巻積后的光譜；利用組合裝置組合每一段巻積后的光譜，光譜段之間的重復(fù)段取平均值；利用光譜輸出裝置，輸出巻積后的吸收光譜，從而得到與目標(biāo)分辨率相同的汽油光譜。上述步驟a、b是在分析儀出廠前完成，而在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)重復(fù)操作步驟c。通過上述方法，可以使不同近紅外光譜分析儀的分辨率保持相同，如圖14所示，使得對(duì)于相同的樣本，不同的近紅外光譜分析儀可利用相同的分析模型輸出相同的測(cè)量結(jié)果。實(shí)施例4:一種近紅外光譜分析儀，與實(shí)施例2不同的是，所述分析儀還包括-1、已知吸光度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；2、可使用測(cè)量光源和已知吸光度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)近紅外光譜分析儀進(jìn)行吸光度校正的吸光度校正裝置。3、采用硬件上的DSP巻積器件，可對(duì)高斯序列與光譜進(jìn)行巻積處理，從而采用硬件方式實(shí)現(xiàn)巻積運(yùn)算。本實(shí)施例還揭示了一種近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法，與實(shí)施例2不同的是，所述步驟c還包括吸光度校正使用測(cè)量光源、已知吸光度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及吸光度校正裝置對(duì)近紅外光譜分析儀進(jìn)行吸光度校正；而且，在依據(jù)高斯濾波函數(shù)以一定波長(zhǎng)間隔分別生成5個(gè)高斯序列時(shí)，采用不同的波長(zhǎng)間隔，如生成與第一分段A對(duì)應(yīng)的高斯序列時(shí)，采用的波長(zhǎng)間隔分別為0.1nm、0.2nm、0.2nm等；以O(shè).lnm的步長(zhǎng)生成與第二分段丄2對(duì)應(yīng)的高斯序列；生成與第三分段A對(duì)應(yīng)的高斯序列時(shí)，采用的波長(zhǎng)間隔分別為0.2nm、O.lnm、0.2nm等。利用插值裝置并按照與上述一定波長(zhǎng)間隔相同的間隔對(duì)所述汽油光譜進(jìn)行插值處理，與所述高斯序列匹配。通過上述方法，可以使不同近紅外光譜分析儀的分辨率保持相同，使得對(duì)于相同的樣本，不同的近紅外光譜分析儀可利用相同的分析模型輸出相同的測(cè)量結(jié)果。關(guān)于上述實(shí)施例的說明1、上述實(shí)施例中，得到的都是波長(zhǎng)域下的光譜，因此，以相同或不相同的波長(zhǎng)間隔^=;1+1-A","-l,2,3，…iV生成高斯序列、插值樣本吸收光譜。倘若是波數(shù)域下的光譜，則以相同或不相同的波數(shù)間隔Av=-v/")=A(^~-w=1，2，3…iV生成高斯序列、插值樣本吸收光譜。2、上述實(shí)施例中，都是選取低壓汞燈作為標(biāo)準(zhǔn)光源，當(dāng)然也還可以是激光光源，可以采用可覆蓋分析儀器光譜范圍的波長(zhǎng)可調(diào)激光器，也可以采用分析儀器光譜范圍內(nèi)的多個(gè)激光器，從而得到分析儀器光譜范圍內(nèi)不同波長(zhǎng)處的光譜分辨率。因?yàn)榧す獾淖V寬很窄，從測(cè)量得到的光譜擬合出的分辨率就是儀器分辨率，從而獲得非常準(zhǔn)確的儀器分辨率數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)光源還可以是其他光源，如高壓汞燈、單色儀輸出的準(zhǔn)單色光，雖然這些光源輸出帶寬較寬，但只要該光源輸出光譜非常穩(wěn)定，因此對(duì)近紅外光譜分析儀分辨率的準(zhǔn)確性也沒有影響。3、上述實(shí)施例中，因?yàn)檫x取的特征峰符合高斯分布，因此都使用高斯函數(shù)去擬合特征峰，從而獲得特征峰的峰寬。倘若特征峰不符合高斯分布，則可以采用其他分布函數(shù)去擬合特征峰，如采用洛侖茲函數(shù)去擬合符合洛侖茲分布的特征峰。需要指出的是，上述實(shí)施方式不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。如在實(shí)施例3中，在光譜儀的每一工作波段內(nèi)設(shè)定目標(biāo)分辨率，當(dāng)然也可以在選擇的光譜儀的工作波長(zhǎng)處分別設(shè)定目標(biāo)分辨率及分辨率公差范圍。本發(fā)明的關(guān)鍵是，通過對(duì)光譜儀做硬件調(diào)節(jié)使分辨率落在公差范圍內(nèi)，然后通過軟件將分辨率調(diào)整為目標(biāo)分辨率，從而將不同近紅外光譜分析儀的分辨率校正至相同，使不同的分析儀對(duì)相同樣本具有相同的輸出光譜，進(jìn)而為分析模型的傳遞奠定基礎(chǔ)，或利用分析儀中已有的分析模型輸出相同的測(cè)量結(jié)果。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，對(duì)本發(fā)明作出的任何形式的改變均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法，包括以下步驟a、設(shè)定步驟設(shè)定近紅外光譜分析儀中光譜儀的目標(biāo)分辨率及分辨率公差范圍；b、調(diào)節(jié)和處理步驟使用標(biāo)準(zhǔn)光源連接所述光譜儀，掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，調(diào)節(jié)光譜儀使其分辨率處在所述分辨率公差范圍內(nèi)；使用所述光譜儀掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，依據(jù)目標(biāo)分辨率處理標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，得到分辨率校正信息并儲(chǔ)存，分辨率校正信息可將標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的分辨率校正至目標(biāo)分辨率；c、分辨率校正步驟測(cè)量光源發(fā)出的光照射樣本，使用所述光譜儀掃描得到樣本吸收光譜，利用分辨率校正信息處理樣本的吸收光譜，將樣本吸收光譜的分辨率校正到目標(biāo)分辨率；從而將不同近紅外光譜分析儀的分辨率校正至相同。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其特征在于每次測(cè)量新樣本時(shí)重復(fù)所述步驟c。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其特征在于在所述步驟a中，將光譜儀的工作波段劃分為若干子波段，分別在若干子波段內(nèi)設(shè)定目標(biāo)分辨率和分辨率公差范圍；在所述步驟b中，所述標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜在各子波段內(nèi)有特征峰。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其特征在于在所述步驟b中，通過以下方式得到分辨率校正信息-使用光譜儀掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，獲得標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的特征峰；選取若干個(gè)特征峰，采用如下高斯公式擬合選取的特征峰，從而得到各個(gè)特征峰的峰寬《,，z、l，2,3…w;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>C表示特征峰的中心位點(diǎn)，丄S為常數(shù)；_Z一得到高斯濾波函數(shù)>^^V^^，其中，《=《_《，《=目標(biāo)，率，^=^^，"1,2,3…"；以x-0為中心，按照所述高斯濾波函數(shù)以一定間隔生成從^=-^2到^=*^2的高斯序列，；t為系數(shù)，歸一化得到的高斯序列并儲(chǔ)存；在所述步驟c中，通過以下方式處理樣本吸收光譜所述高斯序列與樣本吸收光譜進(jìn)行巻積；輸出巻積后的樣本吸收光譜，從而將樣本吸收光譜的分辨率校正到目標(biāo)分辨率。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其特征在于在所述步驟b中，通過以下方式得到分辨率校正信息使用光譜儀掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，獲得所述標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的特征峰；選取若干個(gè)特征峰，根據(jù)選取的特征峰所處位置，將標(biāo)準(zhǔn)光源光譜分成若干段Z,，…1,2,3…m，每一段均包含一個(gè)特征峰；采用如下高斯公式擬合選取的特征峰，從而得到各個(gè)特征峰的峰寬&，/=l,2，3---w;-0.5-(^)2_y=y4+5.e《C表示特征峰的中心位點(diǎn)，丄5為常數(shù)；得到與每一段A對(duì)應(yīng)的高斯濾波函數(shù)X=J,e2《，《V2"d"&二《一A,目標(biāo)，率;以^=0為中心，按照所述高斯濾波函數(shù)以一定間隔生成從x-4.&到;c-yfe.&的與每一段Z,.對(duì)應(yīng)的高斯序列，^為系數(shù)，歸一化得到的高斯序列并儲(chǔ)存；在所述步驟c中，通過以下方式處理樣本吸收光譜按照所述選取的特征峰所處位置，將樣本吸收光譜分為若干段M,，/二l，2,3…w;將與同一特征峰對(duì)應(yīng)的分段M,和分段A所對(duì)應(yīng)的高斯序列巻積，得到每一段巻積后的光譜；組合每一段巻積后的樣本吸收光譜并輸出，從而將樣本吸收光譜的分辨率校正到目標(biāo)分辨率。6、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的校正方法，其特征在于在所述步驟c中，按照與所述一定間隔相同的間隔對(duì)所述樣本的吸收光譜進(jìn)行插值處理，從而使樣本吸收光譜與所述高斯序列相匹配；所述高斯序列與插值后的樣本吸收光譜巻積。7、一種近紅外光譜分析儀，包括測(cè)量光源、光譜儀和分析單元，所述分析單元包括分析裝置；其特征在于所述分析儀還包括標(biāo)準(zhǔn)光源，所述分析單元還包括以下裝置可選擇光譜中特征峰的選擇裝置；可擬合所述特征峰的擬合裝置；可依據(jù)高斯濾波函數(shù)進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置；可依據(jù)高斯濾波函數(shù)生成高斯序列的生成裝置；可對(duì)高斯序列與光譜進(jìn)行巻積處理的巻積裝置；光譜輸出裝置。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的近紅外光譜分析儀，其特征在于所述分析單元還包括可對(duì)光譜進(jìn)行插值處理的插值裝置。9、根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的近紅外光譜分析儀，其特征在于所述分析單元還包括可依據(jù)特征峰所處位置將光譜分段的分段裝置。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的近紅外光譜分析儀，其特征在于所述分析單元還包括可將若干段光譜組合在一起的組合裝置。11、根據(jù)權(quán)利要求7所述的近紅外光譜分析儀，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)光源為低壓汞燈、高壓汞燈、波長(zhǎng)可調(diào)激光器、一組不同波長(zhǎng)的激光器、單色儀輸出的準(zhǔn)單色光中的任一種。全文摘要本發(fā)明公開了一種近紅外光譜分析儀分辨率的校正方法，包括以下步驟a.設(shè)定步驟，設(shè)定光譜儀的目標(biāo)分辨率及分辨率公差范圍；b.調(diào)節(jié)和處理步驟，使用光譜儀掃描得到標(biāo)準(zhǔn)光源光譜，調(diào)節(jié)光譜儀使其分辨率處在分辨率公差范圍內(nèi)；依據(jù)目標(biāo)分辨率處理標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜，得到分辨率校正信息并儲(chǔ)存，校正信息可將標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的分辨率校正至目標(biāo)分辨率；c.分辨率校正步驟，利用分辨率校正信息處理樣本吸收光譜，將樣本吸收光譜的分辨率校正到目標(biāo)分辨率；從而將不同近紅外光譜分析儀的分辨率校正至相同。本發(fā)明還公開了一種近紅外光譜分析儀。本發(fā)明具有工作量小、穩(wěn)健可靠、方便實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在近紅外光譜分析中。文檔編號(hào)G01N21/31GK101413884SQ200810162548公開日2009年4月22日申請(qǐng)日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者馮紅年,葉華俊,周新奇,健王申請(qǐng)人:聚光科技(杭州)有限公司;北京聚光世達(dá)科技有限公司