本發(fā)明涉及光譜復(fù)雜溶液濃度分析化學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，較為成熟的技術(shù)是通過(guò)化學(xué)檢驗(yàn)來(lái)檢測(cè)包裝袋中復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量，具有準(zhǔn)確性高的突出優(yōu)點(diǎn)，但化學(xué)檢驗(yàn)的方式無(wú)法滿足快速、非接觸、以及無(wú)污染的需求，光譜測(cè)量由于其非接觸、無(wú)污染的特性也有可能實(shí)現(xiàn)包裝袋內(nèi)復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量檢測(cè)。

在光譜檢測(cè)中，根據(jù)朗伯-比爾定律：分別測(cè)量各個(gè)波長(zhǎng)的入射光強(qiáng)i0和出射光強(qiáng)i，通過(guò)公式(1)計(jì)算各個(gè)波長(zhǎng)的吸光度a?！蕿槲镔|(zhì)在某一波長(zhǎng)下吸光系數(shù)，c為物質(zhì)的濃度，b為光程長(zhǎng)度。

實(shí)際上，由于種種原因未能測(cè)量入射光強(qiáng)i0，例如：入射光強(qiáng)i0太強(qiáng)而難以測(cè)量，但如果在入射光強(qiáng)i0基本穩(wěn)定不變的情況下，只測(cè)量出射光強(qiáng)i也可以得到不錯(cuò)的結(jié)果。然而光譜檢測(cè)由于光源變化的影響以及測(cè)量容器的影響難以達(dá)到測(cè)量需要的精度。

光源的影響主要表現(xiàn)為光譜分布和光強(qiáng)的變化。導(dǎo)致光源變化的原因有很多，如光源電壓變化、燈絲老化，環(huán)境溫度變化等。在光譜分析中，鮮有文獻(xiàn)介紹光源對(duì)測(cè)量精度的影響，以及減小光源強(qiáng)度變化對(duì)測(cè)量精度影響的方法。在早前的研究中，用定標(biāo)的方式來(lái)消除一些干擾，如用水來(lái)定標(biāo)，但是由于光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)，實(shí)際中難以操作。也有很多學(xué)者利用中性衰減片或光纖分光方式測(cè)量入射光強(qiáng)i0。以中性衰減片為例(下面的討論除非特別說(shuō)明，均在某個(gè)波長(zhǎng)上討論)，測(cè)量通過(guò)中性衰減片的出射光強(qiáng)iⁿ，則光源的光強(qiáng)i0ⁿ可以用吸光度a和出射光強(qiáng)iⁿ來(lái)表示：

然后將被測(cè)樣品替換中性衰減片，測(cè)出樣品的出射光強(qiáng)i^s，

注意到所以

式(4)中沒(méi)有(也即)出現(xiàn)，說(shuō)明光源的強(qiáng)度(及其光譜)不會(huì)影響對(duì)樣品的測(cè)量，只要所有的測(cè)量都采用同一中性衰減片校準(zhǔn)，即保持lgiⁿ+aⁿ為恒定常數(shù)。

但不同場(chǎng)合很難找到完全一樣的中性衰減片，且很難保證樣品與中性衰減片的位置一致。針對(duì)復(fù)雜溶液成分的復(fù)雜性，單純的透射光譜得到的是全部復(fù)雜溶液成分的信息，針對(duì)性較差，且具有一定的散射，為進(jìn)一步提高復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的測(cè)量精度，結(jié)合熒光針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，但受到熒光激發(fā)光強(qiáng)、光程長(zhǎng)和所測(cè)成分濃度的影響，導(dǎo)致熒光會(huì)有嚴(yán)重的自吸收問(wèn)題，以及受到復(fù)雜溶液強(qiáng)散射的特性影響，導(dǎo)致得到的熒光光譜具有很強(qiáng)的非線性，因此不能很好的反應(yīng)所測(cè)物質(zhì)的特征。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度，解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染，詳見(jiàn)下文描述：

一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，所述方法用于測(cè)量包裝袋中復(fù)雜溶液的成分含量，所述方法包括以下步驟：

光源的出光光口與光譜接收裝置的入射狹縫緊貼包裝袋，光源包括透射光源和熒光激發(fā)光源，透射光源對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射，熒光激發(fā)光源激發(fā)復(fù)雜溶液產(chǎn)生熒光，光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺(tái)控制透射光源和熒光激發(fā)光源移動(dòng)至多個(gè)位置下的兩個(gè)不同光程處，由光譜接收裝置采集每個(gè)位置下的雙光程透射光譜和雙光程熒光光譜；

將每個(gè)位置下采集到的兩個(gè)光程下的透射光譜比值求對(duì)數(shù)即為該位置下復(fù)雜溶液的吸收光譜，將多個(gè)位置處的吸收光譜和多個(gè)位置下的雙光程熒光光譜一起進(jìn)行歸一化處理，與已有化學(xué)分析的結(jié)果對(duì)比，建立數(shù)學(xué)模型；

采集未知復(fù)雜溶液在多個(gè)位置下的雙光程的透射光譜和熒光光譜，將每個(gè)位置下采集到的兩個(gè)光程下的透射光譜比值求對(duì)數(shù)即為該位置下復(fù)雜溶液的吸收光譜；

將多個(gè)位置處的吸收光譜和多個(gè)位置下的雙光程熒光光譜進(jìn)行歸一化，并帶入數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得到復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量；

所述方法通過(guò)采集包裝袋不同位置處的雙光程透射和熒光光譜，增加受激發(fā)物質(zhì)的信息量；抑制光譜的非線性；消除透射光源變化和包裝袋的影響；提高復(fù)雜溶液成分含量分析的精度；解決袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題。

其中，位移平臺(tái)控制透射光源和熒光激發(fā)光源移動(dòng)至多個(gè)位置下的兩個(gè)不同光程處，由光譜接收裝置采集每個(gè)位置下的雙光程透射光譜和雙光程熒光光譜的步驟具體為：

在位置a處，位移平臺(tái)控制透射光源和熒光激發(fā)光源分別在兩個(gè)光程下即：位置a和位置a’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺(tái)控制透射光源和熒光激發(fā)光源移動(dòng)至位置b，分別在兩個(gè)光程下即：位置b和位置b’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺(tái)控制透射光源和熒光激發(fā)光源一直移動(dòng)至位置n，分別在兩個(gè)光程下即：位置n和位置n’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

或，

透射光源和熒光激發(fā)光源對(duì)包裝袋內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，光譜接收裝置在位置a處，位移平臺(tái)控制光譜接收裝置分別在兩個(gè)光程下即：位置a和位置a’處采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺(tái)控制光譜接收裝置移動(dòng)至位置b，分別在兩個(gè)光程下即：位置b和位置b’處采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺(tái)控制光譜接收裝置一直移動(dòng)至位置n，分別在兩個(gè)光程下即：位置n和位置n’處采集透射光譜和熒光光譜。

所述方法還包括：

在光源處設(shè)置一光纖，作為入射光纖，且保證入射光纖與光譜接收裝置的入射狹縫緊貼包裝袋；

或，

在光譜接收裝置處設(shè)置一光纖，作為出射光纖，且保證出射光纖與光源出光光口緊貼包裝袋；

或，

在光源與光譜接收裝置處分別設(shè)置入射光纖與出射光纖，且保證入射光纖與出射光纖緊貼包裝袋。

入射光纖在位置a處，透射光源和熒光激發(fā)光源通過(guò)入射光纖分別兩個(gè)光程下即：位置a和位置a’處對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺(tái)控制入射光纖移動(dòng)到位置b處，透射光源和熒光激發(fā)光源通過(guò)入射光纖分別在該位置處兩個(gè)光程下即：位置b和位置b處對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

控制入射光纖一直移動(dòng)到位置n處，透射光源和熒光激發(fā)光源通過(guò)入射光纖分別在該位置處兩個(gè)光程下即：位置n和位置n’處對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜。

出射光纖在位置a處，由光譜接收裝置通過(guò)出射光纖在該位置處兩個(gè)光程下即：位置a和位置a’處采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺(tái)控制出射光纖移動(dòng)到位置b處，光譜接收裝置通過(guò)出射光纖在該位置處兩個(gè)光程下即：位置b和位置b’處采集透射光譜和熒光光譜；

控制出射光纖一直移動(dòng)到位置n處，光譜接收裝置通過(guò)出射光纖在該位置處兩個(gè)光程下即：位置n和位置n’處采集透射光譜和熒光光譜。

進(jìn)一步地，所述透射光源為超連續(xù)寬譜激光，該超連續(xù)寬譜激光覆蓋可見(jiàn)光波段、或近紅外光波段、或兩者的組合；熒光激發(fā)光源為紫外線燈，透射光源和熒光激發(fā)光源可直接發(fā)光或經(jīng)入射光纖傳導(dǎo)。

進(jìn)一步地，所述位移平臺(tái)為步進(jìn)電機(jī)；所述光譜接收裝置為光譜儀。

進(jìn)一步地，所述透射光源為氙燈寬譜光源或溴鎢燈寬譜光源，覆蓋可見(jiàn)光波段、或近紅外光波段、或兩者的組合；所述熒光激發(fā)光源為紫外激光管或紫外發(fā)光管，透射光源和熒光激發(fā)光源可直接發(fā)光或經(jīng)入射光纖傳導(dǎo)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)學(xué)模型利用主成分分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、偏最小二乘回歸、支持向量機(jī)、信號(hào)分析或統(tǒng)計(jì)方法建立。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

1、本發(fā)明通過(guò)控制位移平臺(tái)改變位置和光程，在多個(gè)位置處不同光程長(zhǎng)下，采集袋裝復(fù)雜溶液受到同一透射光源透射產(chǎn)生的透射光譜、和同一熒光激發(fā)光源激發(fā)產(chǎn)生的熒光光譜；

2、利用復(fù)雜溶液中特殊物質(zhì)受到紫外光激發(fā)會(huì)產(chǎn)生熒光的特性，但在光程方向上隨紫外光入射深度不同而產(chǎn)生不同的熒光強(qiáng)度，激發(fā)熒光產(chǎn)生位置與接收位置的距離不同均會(huì)導(dǎo)致熒光的自體吸收不同，且復(fù)雜溶液中受激發(fā)物質(zhì)同時(shí)受其他物質(zhì)濃度的影響，當(dāng)紫外光被其他物質(zhì)吸收的越多，可被激發(fā)物質(zhì)接收的紫外光就越少，以及會(huì)受到復(fù)雜溶液散射的影響，因此導(dǎo)致獲得的光譜具有很強(qiáng)的非線性；

3、多位置處雙光程下測(cè)量得到的光譜是上述因素共同作用的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液成分的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

附圖說(shuō)明

圖1為雙光程透射光譜原理圖；

圖2為實(shí)施例1中多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法示意圖；

圖3為實(shí)施例2中多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖4為實(shí)施例3中多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖5為實(shí)施例4中多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖6為實(shí)施例5中多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖7為實(shí)施例6中多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1：第一光程；2：第二光程；

3：光源：包括透射光源和熒光激發(fā)光源；4：入射光纖；

5：包裝袋；6：位移平臺(tái)；

7：光譜接收裝置；8：出射光纖；

a、b…n；a’、b’…n’均為：緊貼包裝袋的位置。

上述位置根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的情況進(jìn)行設(shè)定，需保證a與a’；b與b’…n與n’位置同軸。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

雙光程透射光譜法是根據(jù)朗伯-比爾定律，如圖1所示，分別設(shè)定第一光程1和第二光程2。推導(dǎo)過(guò)程如下：

其中，a1是第一光程1的吸光度，a2是第二光程2的吸光度。io是第一光程1的入射光的光強(qiáng)，同時(shí)也是第二光程2的入射光的光強(qiáng)，i1是第一光程1的出射光強(qiáng)，i2是第二光程2的出射光強(qiáng)，b1是第一光程1的光程長(zhǎng)，b2是第二光程2的光程長(zhǎng)，△b為兩光程長(zhǎng)的差，∈吸光系數(shù)為，c所測(cè)物質(zhì)濃度。

由式(7)可以看出，雙光程光譜法的吸光度與光程差仍然成線性關(guān)系，符合朗伯-比爾定律，且與入射光光強(qiáng)io無(wú)關(guān)。因此，雙光程法在理論上是不受光源影響的，同時(shí)扣除了包裝袋本身的影響。

本發(fā)明利用復(fù)雜溶液中特殊物質(zhì)受到紫外光激發(fā)會(huì)產(chǎn)生熒光的特性，但在光程方向上隨紫外光入射深度不同而產(chǎn)生不同的熒光強(qiáng)度，激發(fā)熒光產(chǎn)生位置與接收位置的距離不同均會(huì)導(dǎo)致熒光的自體吸收不同，且復(fù)雜溶液中受激發(fā)物質(zhì)同時(shí)受其他物質(zhì)濃度的影響，當(dāng)紫外光被其他物質(zhì)吸收的越多，可被激發(fā)物質(zhì)接收的紫外光就越少，以及會(huì)受到復(fù)雜溶液散射的影響，因此導(dǎo)致獲得的光譜具有很強(qiáng)的非線性。而多位置處雙光程下測(cè)量得到的光譜是上述因素共同作用的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例提供的多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，所使用到的器件如圖2所示，包括：光源3、包裝袋5、位移平臺(tái)6以及光譜接收裝置7。

其中，保證光源3的出光光口與光譜接收裝置7的入射狹縫緊貼包裝袋5，光源3在位置a處的兩個(gè)光程下即：位置a(對(duì)應(yīng)第一光程1)和位置a’(對(duì)應(yīng)第二光程2)對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6控制光源3移動(dòng)至位置b，在位置b處的兩個(gè)光程下即：位置b(對(duì)應(yīng)第一光程1)和位置b’(對(duì)應(yīng)第二光程2)對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜；通過(guò)位移平臺(tái)6控制光源3一直移動(dòng)至位置n，在位置n處的兩個(gè)光程下即：位置n(對(duì)應(yīng)第一光程1)和位置n’(對(duì)應(yīng)第二光程2)對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜。

將每個(gè)位置處下采集到的兩個(gè)光程下的透射光譜比值求對(duì)數(shù)即為該位置下復(fù)雜溶液的吸收光譜，將多個(gè)位置處的吸收光譜和多個(gè)位置下的雙光程熒光光譜一起歸一化處理，建立數(shù)學(xué)模型；歸一化方法為：

ag＝a/max(a)(8)

公式(8)中，ag為歸一化吸光度，max(a)為不同波長(zhǎng)上的吸光度最大值，a為吸光度。與已有化學(xué)分析的結(jié)果對(duì)比，利用主成分分析(pca,principalcomponentanalysis)或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ann,artificialneuralnetwork)或偏最小二乘回歸(plsr,particleleastsquarescalibrationanalysis)或支持向量機(jī)(svm,supportvectormachines)信號(hào)分析或統(tǒng)計(jì)等方法均可建立數(shù)學(xué)模型。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)具體建立數(shù)學(xué)模型的步驟不做贅述，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

采集未知復(fù)雜溶液多個(gè)位置下的雙光程的透射光譜和熒光光譜，將每個(gè)位置處下采集到的兩個(gè)光程下的透射光譜比值求對(duì)數(shù)即為該位置下復(fù)雜溶液的吸收光譜，將多個(gè)位置處的吸收光譜和多個(gè)位置下的雙光程熒光光譜進(jìn)行歸一化帶入數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得到復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，光源3、與光譜接收裝置7的移動(dòng)方式的不同，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖3，保證光源3的出光光口與光譜接收裝置7的入射狹縫緊貼包裝袋5，光源3對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7在位置a處采集雙光程下即：位置a和位置a’的透射光譜和熒光光譜。通過(guò)位移平臺(tái)6控制光譜接收裝置7移動(dòng)至位置b，采集位置b處雙光程下即：位置b和位置b’的透射光譜和熒光光譜；通過(guò)位移平臺(tái)6控制光譜接收裝置7一直移動(dòng)至位置n，采集位置n處雙光程下即：位置n和位置n’的透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例3

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于空間結(jié)構(gòu)的限制，可能會(huì)出現(xiàn)光源3與光譜接收裝置7不能緊貼包裝袋5的情況，這時(shí)可以通過(guò)在光源3與光譜接收裝置7處分別設(shè)置一光纖，作為入射光纖4與出射光纖8。

參見(jiàn)圖4，光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集透射光譜和熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5，入射光纖4在位置a處，光源3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置a和位置a’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6控制入射光纖4移動(dòng)到位置b處，光源3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置b和位置b’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜；通過(guò)位移平臺(tái)6控制入射光纖4一直移動(dòng)到位置n處，光源3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置n和位置n’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例4

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例3的不同僅在于，出射光纖8、與位置a、位置b…位置n；位置a’、位置b’…位置n’的設(shè)置不同，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖5，光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集透射光譜和熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5，出射光纖8在位置a處，由光譜接收裝置7采集該位置處雙光程下即：位置a和位置a’的透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6控制出射光纖8移動(dòng)到位置b處，由光譜接收裝置7采集該位置處雙光程下即：位置b和位置b’的透射光譜和熒光光譜；通過(guò)位移平臺(tái)6控制出射光纖8一直移動(dòng)到位置n處，由光譜接收裝置7采集該位置處雙光程下即：位置n和位置n’的透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例5

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例3不同的是，該實(shí)施例僅包括入射光纖4，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖6，光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜，入射光纖4與光譜接收裝置7的入射狹縫分別緊貼包裝袋5，入射光纖4在位置a處，光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)該位置處雙光程下即：位置a和位置a’對(duì)復(fù)雜溶液透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6控制入射光纖4移動(dòng)到位置b處，光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)該位置處雙光程下即：位置b和位置b’對(duì)復(fù)雜溶液透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜；通過(guò)位移平臺(tái)6控制入射光纖4一直移動(dòng)到位置n處，光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)該位置處雙光程下即：位置n和位置n’對(duì)復(fù)雜溶液透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7采集透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例6

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例3不同的是，該實(shí)施例僅包括出射光纖8，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖7，光源3對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜接收裝置7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集透射光譜和熒光光譜，光源3的出光光口與出射光纖8分別緊貼包裝袋5，出射光纖8在位置a處，由光譜接收裝置7采集該位置處雙光程下即：位置a和位置a’的透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6控制出射光纖8移動(dòng)到位置b處，由光譜接收裝置7采集該位置處雙光程下即：位置b和位置b’的透射光譜和熒光光譜；通過(guò)位移平臺(tái)6控制出射光纖8一直移動(dòng)到位置n處，由光譜接收裝置7采集該位置處雙光程下即：位置n和位置n’的透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例7

下面結(jié)合具體的器件選擇，對(duì)上述實(shí)施例1-6中的方案進(jìn)行進(jìn)一步地介紹，光源3包括透射光源和熒光激發(fā)光源，透射光源可以為超連續(xù)寬譜激光，該超連續(xù)寬譜激光覆蓋可見(jiàn)光波段或近紅外光波段或兩者的組合，激發(fā)光源為紫外線燈，上述光源可直接發(fā)光或經(jīng)入射光纖4傳導(dǎo)。位移平臺(tái)6為步進(jìn)電機(jī)，光譜接收裝置7為光譜儀，詳見(jiàn)下文描述：

如圖3所示，保證超連續(xù)寬譜激光和紫外線燈3出光光口與光譜儀7入射狹縫緊貼包裝袋5，超連續(xù)寬譜激光和紫外線燈3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集透射光譜和熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5，入射光纖4在位置a處，超連續(xù)寬譜激光和紫外線燈3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置a和位置a’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)步進(jìn)電機(jī)6控制入射光纖4移動(dòng)到位置b處，超連續(xù)寬譜激光和紫外線燈3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置b和位置b’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜；步進(jìn)電機(jī)6控制入射光纖4一直移動(dòng)到位置n處，超連續(xù)寬譜激光和紫外線燈3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置n和位置n’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例8

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例7不同的是，透射光源為溴鎢燈寬譜光源，該溴鎢燈寬譜光源覆蓋可見(jiàn)光波段、或近紅外光波段、或兩者的組合，熒光激發(fā)光源為紫外激光管，上述光源3可直接發(fā)光或經(jīng)入射光纖4傳導(dǎo)。

如圖3所示，保證溴鎢燈寬譜光源和紫外激光管3出光光口與光譜儀7入射狹縫緊貼包裝袋5，溴鎢燈寬譜光源和紫外激光管3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集透射光譜和熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5，入射光纖4在位置a處，溴鎢燈寬譜光源和紫外激光管3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置a和位置a’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)步進(jìn)電機(jī)6控制入射光纖4移動(dòng)到位置b處，溴鎢燈寬譜光源和紫外激光管3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置b和位置b’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜；步進(jìn)電機(jī)6控制入射光纖4一直移動(dòng)到位置n處，溴鎢燈寬譜光源和紫外激光管3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置n和位置n’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例9

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例7、8不同的是，透射光源為氙燈寬譜光源，該氙燈寬譜光源覆蓋可見(jiàn)光波段、或近紅外光波段、或兩者的組合，熒光激發(fā)光源為紫外發(fā)光管，上述光源3可直接發(fā)光或經(jīng)入射光纖4傳導(dǎo)，詳見(jiàn)下文描述：

如圖3所示，保證氙燈寬譜光源和紫外發(fā)光管3出光光口與光譜儀7入射狹縫緊貼包裝袋5，氙燈寬譜光源和紫外發(fā)光管3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集透射光譜和熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5，入射光纖4在位置a處，氙燈寬譜光源和紫外發(fā)光管3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置a和位置a’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜；隨后通過(guò)步進(jìn)電機(jī)6控制入射光纖4移動(dòng)到位置b處，氙燈寬譜光源和紫外發(fā)光管3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置b和位置b’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜；步進(jìn)電機(jī)6控制入射光纖4一直移動(dòng)到位置n處，氙燈寬譜光源和紫外發(fā)光管3通過(guò)入射光纖4在該位置處雙光程下即：位置n和位置n’對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行透射和激發(fā)，由光譜儀7采集透射光譜和熒光光譜。

其中，后續(xù)的歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。

實(shí)施例10

本發(fā)明實(shí)施例與上述實(shí)施例7、8、9不同的是，光源3根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要還可以采用其他型號(hào)的光源、位移平臺(tái)6也可以采用其他的移動(dòng)裝置，光譜接收裝置7也可以采用其他的接收裝置。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)上述器件的型號(hào)不做限制。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)位置a、位置b…位置n；位置a’、位置b’…位置n’和移動(dòng)方式等均不作限制，只要能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的功能即可，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多位置下雙光程透射和熒光光譜測(cè)量復(fù)雜溶液成分的方法，多位置處雙光程下測(cè)量得到的是綜合各種引起光譜非線性因素的光譜，增加了受激發(fā)物質(zhì)的信息量，極大抑制了光譜的非線性，且測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了透射光源變化和包裝袋的影響，極大提高了復(fù)雜溶液成分含量分析的精度。解決了袋裝復(fù)雜溶液的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題，高效、無(wú)污染。