本發(fā)明涉及光譜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于氙燈光譜的波長(zhǎng)漂移的補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

光譜儀是以光電探測(cè)器檢測(cè)譜線對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)位置及強(qiáng)度的裝置，是紫外差分吸收譜技術(shù)等光譜吸收技術(shù)儀器的核心部件。隨著國(guó)家對(duì)煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，現(xiàn)有的紅外分析儀器和常規(guī)的紫外差分吸收光譜技術(shù)已經(jīng)很難滿足煙氣分析的低檢測(cè)限、高靈敏度和高分辨率等要求，這對(duì)需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行紫外差分吸收光譜分析儀器核心部件一光譜儀的波長(zhǎng)穩(wěn)定性提出了更高的要求。另外，隨著長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行、以及現(xiàn)場(chǎng)中伴隨有不同強(qiáng)度的振動(dòng)和環(huán)境溫度的變化，這種機(jī)械振動(dòng)和環(huán)境溫度變化都會(huì)導(dǎo)致光譜儀的波長(zhǎng)漂移，進(jìn)而會(huì)造成儀器測(cè)量數(shù)據(jù)的偏差。因此如何實(shí)時(shí)消除波長(zhǎng)漂移導(dǎo)致的測(cè)量誤差，是進(jìn)一步提升儀器性能的重要環(huán)節(jié)。

然而，光譜儀均沒(méi)有自動(dòng)校準(zhǔn)波長(zhǎng)的功能，且光譜儀廠商提供的波長(zhǎng)校準(zhǔn)方法是通過(guò)示燈或其他特征光源對(duì)光譜儀進(jìn)行校準(zhǔn)，這些方法均較為繁瑣，需要將光譜儀拆出，但一旦拆出分析儀就停止工作，這對(duì)于連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器是不允許的。另外，拆出光譜儀就涉及到重裝光譜儀，對(duì)于連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器，一旦涉及到零件的重裝，就有可能導(dǎo)致原先的系統(tǒng)校準(zhǔn)不再適用于重裝后的系統(tǒng)，這對(duì)于系統(tǒng)維護(hù)人員是一個(gè)很大的工作量。

另外，當(dāng)前的波長(zhǎng)漂移的補(bǔ)償方法均需要通入SO₂標(biāo)準(zhǔn)氣體，同時(shí)，需要在特定的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行補(bǔ)償，不能夠根據(jù)當(dāng)前的波長(zhǎng)漂移情況，實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于氙燈光譜的波長(zhǎng)漂移的補(bǔ)償方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)光譜儀工作過(guò)程中波長(zhǎng)發(fā)生漂移，需要特定環(huán)境才能進(jìn)行波長(zhǎng)補(bǔ)償，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)漂移對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于氙燈光譜的波長(zhǎng)漂移的補(bǔ)償方法，包括：

步驟1，通入氮?dú)?，采集氙燈光譜的燈光譜數(shù)據(jù)，其中，所述燈光譜數(shù)據(jù)為氙燈光譜在不同波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的光譜特征；

步驟2，在所述燈光譜數(shù)據(jù)中，靠近一氧化氮的吸收波段選取一個(gè)波峰點(diǎn)，標(biāo)記為第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)，靠近二氧化硫吸收波段選取另一個(gè)波峰點(diǎn)，標(biāo)記為第二預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)；

步驟3，將采集的光譜特征保存到吸收光譜數(shù)據(jù)，其中，在第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)附近選擇多個(gè)波峰點(diǎn)為一氧化氮吸收波峰點(diǎn)，在第二預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)附近選擇多個(gè)波峰點(diǎn)為二氧化硫吸收波峰點(diǎn)；

步驟4，對(duì)比一氧化氮和/或二氧化硫在各自吸收光譜數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與吸收波峰點(diǎn)波峰位置，根據(jù)對(duì)比結(jié)果判斷波長(zhǎng)是否存在漂移；

步驟5，當(dāng)波長(zhǎng)存在漂移時(shí)，根據(jù)波長(zhǎng)漂移方向平移吸收光譜數(shù)據(jù)，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)相同為止。

如上所述，本發(fā)明的基于氙燈光譜的波長(zhǎng)漂移的補(bǔ)償方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明中的光譜儀在使用過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光譜儀波長(zhǎng)，當(dāng)檢測(cè)到光譜儀發(fā)生波長(zhǎng)漂移時(shí)，通過(guò)平移調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的方向?qū)λ霾ㄩL(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，以克服因波長(zhǎng)漂移而帶來(lái)的測(cè)量誤差，大大提高了儀器的測(cè)量精度。另外，該波長(zhǎng)補(bǔ)償時(shí)，不需要特定的環(huán)境，不需要通入二氧化硫等標(biāo)準(zhǔn)氣體，提高了波長(zhǎng)的補(bǔ)償效率。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明提供一種基于氙燈光譜的波長(zhǎng)漂移的補(bǔ)償方法流程圖；

圖2顯示為本發(fā)明提供的基于氙燈光譜的光譜特征圖；

圖3顯示為本發(fā)明提供的一氧化氮的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)漂移圖；

圖4顯示為本發(fā)明提供的二氧化硫的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)漂移圖；

圖5顯示為發(fā)明提供的一氧化氮的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)補(bǔ)償圖；

圖6顯示為本發(fā)明提供的二氧化硫的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)補(bǔ)償圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種基于氙燈光譜的波長(zhǎng)漂移的補(bǔ)償方法，包括：

步驟1，通入氮?dú)?，采集氙燈光譜的燈光譜數(shù)據(jù)，其中，所述燈光譜數(shù)據(jù)為氙燈光譜在不同波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的光譜特征；

參照?qǐng)D2所示，為本發(fā)明提供的基于氙燈光譜的光譜特征圖，其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍為150～450nm，其中，橫坐標(biāo)表示為波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)表示為光強(qiáng)，該圖中的光譜特征為氙燈的光譜數(shù)據(jù)。

步驟2，在所述燈光譜數(shù)據(jù)中，靠近一氧化氮的吸收波段選取一個(gè)波峰點(diǎn)，標(biāo)記為第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)，靠近二氧化硫吸收波段選取另一個(gè)波峰點(diǎn)，標(biāo)記為第二預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)；

具體地，其中，所述一氧化氮的吸收波段為200～230nm，所述二氧化硫吸收波段為280～310nm，優(yōu)選地，所述第一波峰點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為229nm，所述第二波峰點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為315nm。其中，第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)為對(duì)應(yīng)曲線的最大振幅的波峰點(diǎn)，第二預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)為對(duì)應(yīng)曲線的最大振幅的波峰點(diǎn)，選取的二氧化硫與一氧化氮各自對(duì)應(yīng)的測(cè)量段距離波長(zhǎng)相距較遠(yuǎn)，從而選取兩個(gè)預(yù)設(shè)測(cè)量波峰點(diǎn)不會(huì)相互影響，以便提高測(cè)量精度，同樣選取的預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)二氧化硫與一氧化氮的吸收很弱，不會(huì)影響到波峰位置的變化。

參照?qǐng)D3、圖4，分別提供一氧化氮的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)漂移圖、二氧化硫的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)漂移圖，其中，圖3與圖4中的波長(zhǎng)的光強(qiáng)幅度并未刪減，但在水平上波長(zhǎng)發(fā)生漂移，即波峰波谷的位置對(duì)應(yīng)不起來(lái)，造成原來(lái)對(duì)應(yīng)的波峰點(diǎn)位置移位到其它波長(zhǎng)點(diǎn)，給光譜儀的測(cè)量帶來(lái)了誤差。

步驟3，將采集的光譜特征保存到吸收光譜數(shù)據(jù)，其中，在第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)附近選擇多個(gè)波峰點(diǎn)為一氧化氮吸收波峰點(diǎn)，在第二預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)附近選擇多個(gè)波峰點(diǎn)為二氧化硫吸收波峰點(diǎn)；

具體地，在吸收光譜數(shù)據(jù)中，以第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的位置為準(zhǔn)，在其左右各選多個(gè)波峰點(diǎn)作為一氧化氮吸收波峰點(diǎn)；

在吸收光譜數(shù)據(jù)中，以第二預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的位置為準(zhǔn)，在其左右各選多個(gè)波峰點(diǎn)作為二氧化硫吸收波峰點(diǎn)。

其中，所述多個(gè)波峰點(diǎn)數(shù)目為5～10個(gè)，當(dāng)波長(zhǎng)同時(shí)設(shè)置多個(gè)波峰點(diǎn)時(shí)，多個(gè)幾個(gè)波峰點(diǎn)同時(shí)對(duì)應(yīng)比較，可防止波峰點(diǎn)間的偶然事情，提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率。

步驟4，對(duì)比一氧化氮和/或二氧化硫在各自吸收光譜數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與吸收波峰點(diǎn)波峰位置，根據(jù)對(duì)比結(jié)果判斷波長(zhǎng)是否存在漂移；

具體地，通過(guò)以下兩種方式的組合或任意一種方式均可判斷吸收光譜中波長(zhǎng)是否發(fā)生了漂移。

第一種：

對(duì)比一氧化氮的第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與一氧化氮吸收波峰點(diǎn)在吸收光譜數(shù)據(jù)中波峰位置；當(dāng)?shù)谝活A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與一氧化氮吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置相同時(shí)，則波長(zhǎng)未漂移；當(dāng)?shù)谝活A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與一氧化氮吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置不同時(shí)，則波長(zhǎng)漂移。

第二種：

對(duì)比二氧化硫的第二預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與二氧化硫吸收波峰點(diǎn)在吸收光譜數(shù)據(jù)中波峰位置；當(dāng)?shù)诙A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與二氧化硫吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置相同時(shí)，則波長(zhǎng)未漂移；當(dāng)?shù)诙A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與二氧化硫吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置不同時(shí)，則波長(zhǎng)漂移。

在本實(shí)施例中，通過(guò)針對(duì)預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與吸收波峰點(diǎn)的波峰位置進(jìn)行比較，因?yàn)楣庾V儀在短波長(zhǎng)時(shí)漂移大，長(zhǎng)波長(zhǎng)時(shí)反而漂移小，同時(shí)，選取的波峰點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)位置對(duì)于二氧化硫與一氧化氮的吸收均很弱，分別在燈光譜數(shù)據(jù)與吸收光譜數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)比較，按照預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與吸收波峰點(diǎn)位置進(jìn)行比較，其中，以預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)為起點(diǎn)，分別向其兩側(cè)方向進(jìn)行峰對(duì)峰對(duì)比，如果相對(duì)于原來(lái)的燈光譜數(shù)據(jù)中光譜的波峰發(fā)生移位，不是原來(lái)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)點(diǎn)時(shí)，則表示此時(shí)該波長(zhǎng)發(fā)生了漂移，如果相對(duì)于原來(lái)的光譜的波峰位置不變，則表示該波長(zhǎng)沒(méi)有漂移。

同時(shí)，不需要將光譜儀拆出，在光譜儀工作時(shí)，通過(guò)測(cè)量幾個(gè)波峰點(diǎn)位置是否發(fā)生變化，判斷波長(zhǎng)是否發(fā)生漂移，提高了監(jiān)控效率。

步驟5，當(dāng)波長(zhǎng)存在漂移時(shí)，根據(jù)波長(zhǎng)漂移方向平移吸收光譜數(shù)據(jù)，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)相同為止。

分別對(duì)應(yīng)上述第一種：

當(dāng)?shù)谝活A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)大于一氧化氮吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置時(shí)，對(duì)比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向平移，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)相同為止；當(dāng)?shù)谝活A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)小于一氧化氮吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置時(shí)，對(duì)比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向短波長(zhǎng)方向平移，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)相同為止。

在本實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖5，為發(fā)明提供的一氧化氮的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)補(bǔ)償圖，在出現(xiàn)波長(zhǎng)漂移時(shí)，采用上述方式對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，參照對(duì)比原來(lái)的圖3，可以判斷波長(zhǎng)200～230nm內(nèi)各個(gè)波峰點(diǎn)在吸收一氧化氮后的位置，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償，沒(méi)有漂移現(xiàn)象。

分別對(duì)應(yīng)上述的第二種：

當(dāng)?shù)诙A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)大于二氧化硫吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置時(shí)，對(duì)比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向平移，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)相同為止；當(dāng)?shù)诙A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)小于吸二氧化硫吸收波峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波峰位置時(shí)，對(duì)比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向短波長(zhǎng)方向平移，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)相同為止。

請(qǐng)參閱圖6，為本發(fā)明提供的二氧化硫的計(jì)算段內(nèi)的波長(zhǎng)補(bǔ)償圖，在出現(xiàn)波長(zhǎng)漂移時(shí)，采用上述方式對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，參照對(duì)比原來(lái)的圖4，可以判斷波長(zhǎng)280～320nm內(nèi)各個(gè)波峰點(diǎn)在吸收二氧化硫后的位置，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償，沒(méi)有漂移現(xiàn)象。

綜上所述，本發(fā)明的光譜儀在使用過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光譜儀波長(zhǎng)，當(dāng)檢測(cè)到光譜儀發(fā)生波長(zhǎng)漂移時(shí)，通過(guò)平移調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的方向?qū)λ霾ㄩL(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，以克服因波長(zhǎng)漂移而帶來(lái)的測(cè)量誤差，大大提高了儀器的測(cè)量精度。另外，該波長(zhǎng)補(bǔ)償時(shí)，不需要特定的環(huán)境，不需要通入二氧化硫等標(biāo)準(zhǔn)氣體，提高了波長(zhǎng)的補(bǔ)償效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。