專利名稱：用于分析多組分樣品的具有寬帶失真校正的光譜法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及光譜法，并且特別涉及在測(cè)量多組分樣品的吸收光譜時(shí)對(duì)失真效應(yīng)的校正。
背景技術(shù)：
光譜法指的是根據(jù)輻射的波長(zhǎng)或頻率，對(duì)基于輻射和物質(zhì)之間的相互作用的量的測(cè)量。光學(xué)光譜儀是照射樣品并且通過(guò)頻率(或波長(zhǎng))分量和通過(guò)它們的功率或強(qiáng)度來(lái)分析反射/散射的或者透射的輻射的設(shè)備。總的來(lái)說(shuō)，存在兩種類型的光譜儀，色散型和非色散型(例如，離散濾波器或者干涉儀)。如光譜學(xué)領(lǐng)域所已知的，存在多種可以促使吸收光譜的寬帶失真的效應(yīng)。這樣的效應(yīng)可以包括但并不限于光學(xué)散射、寬帶吸收、由于表面形態(tài)和/或拓?fù)涠鸬纳⑸洹?br>
發(fā)明內(nèi)容
提供了此概要以遵照37 C.F.R. § 1. 73，其呈現(xiàn)了本發(fā)明的概要以便簡(jiǎn)要地指示本發(fā)明的本質(zhì)和實(shí)質(zhì)。在該概要將不被用來(lái)解釋或者限制權(quán)利要求的范圍或含義的理解的情況下提交此概要。本發(fā)明的實(shí)施例描述了用于分析多組分樣品的至少第一化學(xué)組分的光譜方法及其光譜系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的光譜儀器和方法所使用的傳統(tǒng)的單個(gè)波長(zhǎng)或者偶爾最大兩( 個(gè)波長(zhǎng)(或頻率)相比，本發(fā)明的實(shí)施例通常利用在通常大于二 O)的更大數(shù)目的波長(zhǎng)(或頻率)處的光譜測(cè)量結(jié)果。這樣的在大于兩⑵個(gè)的測(cè)量波長(zhǎng)處的測(cè)量結(jié)果被輸入到多參數(shù)多項(xiàng)式校準(zhǔn)關(guān)系式，以便從多組分樣品自動(dòng)生成參數(shù)數(shù)據(jù)(例如wt. % )。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用來(lái)自遠(yuǎn)離第一化學(xué)組分的吸收峰的一個(gè)或更多參考波段的光譜信息，連同接近于第一化學(xué)組分的吸收峰的傳統(tǒng)測(cè)量波段信息一起，提供了用來(lái)校正促使吸收光譜的寬帶失真的不期望測(cè)量效應(yīng)的能力。這樣的效應(yīng)包括但并不限于，光學(xué)散射、 寬帶吸收、由于表面形態(tài)和/或拓?fù)涠鸬纳⑸?。多組分樣品可以是液體、氣體或者固體，或者是混合相樣品(例如粉末中的水分)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，多組分樣品包括具有至少第一特征吸收峰的第一化學(xué)組分，在接近于第一吸收峰的測(cè)量波段下照射該多組分樣品，并且還在第一化學(xué)組分沒(méi)有任何特征吸收特性的第一和第二參考波段下照射該多組分樣品。探測(cè)反射或者透射的探測(cè)數(shù)據(jù)，其包括接近于第一吸收峰的測(cè)量功率，以及在參考波段的第一和第二參考功率。使用探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)求出多個(gè)不同波段比(WR)的值，以便生成多個(gè)測(cè)量WR值。然后通過(guò)在校準(zhǔn)關(guān)系式中用測(cè)量WR值替代多個(gè)不同WR而求出把第一化學(xué)組分的含量關(guān)聯(lián)到多個(gè)不同WR的多元多項(xiàng)式校準(zhǔn)方程的值，來(lái)確定第一化學(xué)組分的含量。本發(fā)明的實(shí)施例通常被描述成用于測(cè)量多組分樣品的化學(xué)組分之一的參數(shù)。然而，本發(fā)明的實(shí)施例可以通常被應(yīng)用于與樣品中存在的一樣多的不同化學(xué)組分，假設(shè)每個(gè)期望的組分具有可由所提供的儀器測(cè)量的特征吸收特性和兩( 個(gè)參考波段。
測(cè)量波段和參考波段典型地都為10-200nm寬。如本文所使用的，對(duì)于“測(cè)量波段”而言術(shù)語(yǔ)“接近于”第一吸收峰指的是在第一吸收峰的半高全寬(full width at half maximum,FWHM)的五(5)倍之內(nèi)的光譜位置。如本文所使用的術(shù)語(yǔ)沒(méi)有特征吸收特性的“參考波段”指的是如果存在的話，通常在遠(yuǎn)離第一化學(xué)組分的第一吸收峰或者(一個(gè)或多個(gè)) 其他吸收峰中的最大吸收峰的FWHM的至少一(1)倍的光譜位置。典型地，參考波長(zhǎng)距第一吸收峰至少30nm。相應(yīng)波長(zhǎng)范圍典型地在紅外區(qū)中，其通常在750nm和Imm之間，諸如近紅外(near infrared, NIR)，其在本文中通常被定義為波長(zhǎng)在0. 75-2. 0 μ m。然而，假定感興趣組分在 UV或可見(jiàn)范圍下提供光譜特征，那么波長(zhǎng)范圍可以從UV跨距到整個(gè)頂范圍。按照本發(fā)明實(shí)施例的方法通?？梢员粦?yīng)用于在反射或者透射模式下操作的任何類型的光譜傳感器使用光譜儀或者離散濾波器技術(shù)所生成的數(shù)據(jù)。通常還可以使用諸如 FIlR光譜儀之類的臺(tái)式設(shè)備。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了用于測(cè)量多組分樣品中第一化學(xué)組分的參數(shù)的第一示例性方法中的步驟的流程圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有處理器的基于非色散型反射的紅外光譜系統(tǒng)的框圖，該處理器運(yùn)行存儲(chǔ)在相關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器中的多參數(shù)擬合方程，所述多參數(shù)擬合方程由該處理器運(yùn)行以便自動(dòng)生成多組分樣品的參數(shù)數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中貫穿附圖使用同樣的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)明相似或等同的元素。附圖并非按比例繪制，并且提供它們僅僅用以圖示本發(fā)明。下面參照用于舉例說(shuō)明的示例應(yīng)用，描述了本發(fā)明的若干方面。應(yīng)當(dāng)理解，闡述眾多具體細(xì)節(jié)、關(guān)系和方法以便提供對(duì)本發(fā)明的完全理解。然而，一個(gè)相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下或者在使用其他方法的情況下實(shí)踐本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免使本發(fā)明模糊，未詳細(xì)示出公知的結(jié)構(gòu)或操作。本發(fā)明并不受動(dòng)作或事件的所圖示次序限制，這是因?yàn)橐恍﹦?dòng)作可以以不同的次序發(fā)生和/或與其他動(dòng)作或事件并發(fā)地發(fā)生。此外，不是所有所圖示的動(dòng)作或事件都需要以用來(lái)實(shí)現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的方法。本發(fā)明的實(shí)施例描述了用于測(cè)量多組分樣品中第一化學(xué)組分的參數(shù)的光譜系統(tǒng)及相關(guān)的光譜方法。在一個(gè)實(shí)施例中，感興趣的化學(xué)組分是殘余液體，諸如固體材料(例如粉末)中的水分。在另一實(shí)施例中，感興趣的組分是多固體組分樣品中的固體組分。在又一實(shí)施例中，多組分樣品包括氣體混合物。圖1是示出用于分析多組分樣品的第一示例性光譜方法100的步驟的流程圖。在步驟101中，提供了至少包括第一化學(xué)組分的多組分樣品，所述第一化學(xué)組分至少具有特征第一吸收峰。在步驟102中，在接近于第一吸收峰的測(cè)量波段下以及在第一化學(xué)組分沒(méi)有任何特征吸收特性的第一和第二參考波段下，照射該樣品。如上面所描述的，對(duì)于測(cè)量波段而言“接近于”第一吸收峰指的是在第一吸收峰的FWHM的五(5)倍之內(nèi)的光譜位置，以及沒(méi)有特征吸收特性的“參考波段”指的是如果存在的話，通常遠(yuǎn)離第一化學(xué)組分的第一吸收峰或(一個(gè)或多個(gè))其他吸收峰中的最大吸收峰的FWHM的至少一(1)倍的光譜位置。步驟103包括探測(cè)反射或者透射的輻射，其包括接近于第一吸收峰的測(cè)量功率以及在參考波段的第一和第二參考功率。在步驟104中，使用探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)求出用作下面所描述的校準(zhǔn)方程中的變量的多個(gè)不同波段比(waveband ratio, WR)的值，以便生成多個(gè)測(cè)量的WR值。通常記錄在這些波段處的儀器的響應(yīng)，然后組合到相應(yīng)的WR值中。每個(gè)WR可以如下構(gòu)造
肌波段i處的響應(yīng) WR =-
n波段j處的響應(yīng)這些WR可以組合參考波段、測(cè)量波段以及參考/測(cè)量對(duì)中的一個(gè)或多個(gè)。步驟105包括通過(guò)用測(cè)量波段比值替代WR到校準(zhǔn)關(guān)系式中，求出多元多項(xiàng)式校準(zhǔn)方程的值來(lái)確定第一化學(xué)組分的參數(shù)，該多元多項(xiàng)式校準(zhǔn)方程將第一化學(xué)組分的參數(shù)關(guān)聯(lián)到多個(gè)不同WR。在多個(gè)不同WR的兩個(gè)(2)或多個(gè)中，校準(zhǔn)關(guān)系式通常至少是一次的，并且通常以下列格式成分wt = AJA1 X WR^A2 X WR1^A3 X WR13+…+B1XWRdB2XWR2^lX WR23+… +C1X WR3+C2 X WR32+C3 X WR33+...其中Ap Bi等是校準(zhǔn)常數(shù)，而WRi是變量。該方法可以包括使用用于為多個(gè)校準(zhǔn)樣品中的每一個(gè)建立已知成分重量的非光譜方法(諸如使用重量測(cè)定方法)，從校準(zhǔn)樣品生成校準(zhǔn)常數(shù)的步驟。對(duì)于多個(gè)校準(zhǔn)樣品中的每一個(gè)，執(zhí)行光譜法來(lái)獲得光譜校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果，隨后將光譜校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果曲線擬合(例如使用合適的擬合算法)到已知組分重量來(lái)獲得校準(zhǔn)常數(shù)ApBi等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，感興趣組分包括液體。大多數(shù)液體具有多個(gè)吸收峰。例如，在NIR中，已知水在大約1. 46 μ m(在這里通常稱為1. 4 μ m)和1. 93 μ m(在這里通常稱為1.9μπι)處具有吸收峰。使用本發(fā)明的實(shí)施例可以測(cè)量多種液體。這樣的液體在NIR中通常具有至少一個(gè)，以及通常多個(gè)吸收峰。OTR光譜由C-H，N-H, O-H振動(dòng)的組合譜帶和倍頻譜帶產(chǎn)生。如上面所描述的，相應(yīng)的波長(zhǎng)范圍通常在紅外區(qū)中，諸如上面被定義為波長(zhǎng)從 0. 75-2. Ομπι 的 NIR0圖2是按照本發(fā)明的實(shí)施例，被修改成包括處理器Μ5的如本領(lǐng)域已知的基于非色散型反射的紅外光譜系統(tǒng)200的簡(jiǎn)化框圖，所述處理器245運(yùn)行具有多元多項(xiàng)式校準(zhǔn)方程的軟件。例如，在Belotserkovsky等人的US6，074，483中公開(kāi)了示例性的基于非色散型反射的紅外光譜系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括耐用性、成本低、速度以及好的信噪比，因此對(duì)于工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)它們通常是理想的。系統(tǒng)200被布置為反射系統(tǒng)并且包括探測(cè)器組件觀8，其包括寬帶輻射源205、多個(gè)光束分離器255-257和用于測(cè)量不同波長(zhǎng)段的多個(gè)離散濾波器/探測(cè)器271-276，所述寬帶輻射源205包括通常至少提供肌R輻射的頂調(diào)制器沈0。多組分樣品以附圖標(biāo)記四5 示出。盡管系統(tǒng)200被示為具有六(6)個(gè)濾波器/探測(cè)器271-276，其因此使得能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)六(6)個(gè)不同波長(zhǎng)(例如兩(2)個(gè)測(cè)量波長(zhǎng)和四⑷個(gè)參考波長(zhǎng))的測(cè)量，但是為了測(cè)量一 (1)個(gè)測(cè)量波長(zhǎng)和兩( 個(gè)參考波長(zhǎng)，可以把系統(tǒng)200實(shí)現(xiàn)為具有三C3)個(gè)濾波器/探測(cè)器，以及一(1)個(gè)光束分離器，諸如圖2中示出的濾波器/探測(cè)器273-275和光束分離器257。來(lái)自多個(gè)離散濾波器/探測(cè)器271-276的輸出探測(cè)信號(hào)被耦合到模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器220，其通常是多通道A/D。A/D轉(zhuǎn)換器220將從濾波器/探測(cè)器271-276接收的模擬探測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)然后被提供給處理器M5以便進(jìn)行處理。與處理器240相關(guān)聯(lián)的具有多元多項(xiàng)式校準(zhǔn)方程的軟件可以存儲(chǔ)為固件存儲(chǔ)器 250，諸如在ROM中。根據(jù)由A/D轉(zhuǎn)換器220提供的數(shù)字探測(cè)信號(hào)，由處理器245運(yùn)行的所存儲(chǔ)的多參數(shù)擬合方程，為多組分樣品295的組分中的一個(gè)或多個(gè)組分，自動(dòng)生成參數(shù)(例如 wt. % )?？蛇x布置是多通道光譜系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)通常需要和探測(cè)器一樣多的濾波器。然而，單點(diǎn)探測(cè)器可以與典型地具有高達(dá)六(6)個(gè)濾波器的濾波器輪一起使用。還可以在基于透射的系統(tǒng)中實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。而且，在一些應(yīng)用中可以使用基于FIlR的系統(tǒng)。然而，由于FIlR光譜系統(tǒng)的已知的環(huán)境敏感度(例如，振動(dòng)、溫度漂移等)，所以FIlR光譜系統(tǒng)通常不用于聯(lián)機(jī)感測(cè)?？梢詰?yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例以便使用可以幫助提高產(chǎn)品質(zhì)量的通常快速且可靠的質(zhì)量控制方法來(lái)幫助控制生產(chǎn)過(guò)程。按照本發(fā)明的實(shí)施例的光譜法可以用按照本發(fā)明的實(shí)施例的方法來(lái)替代耗費(fèi)時(shí)間的傳統(tǒng)方法，諸如卡爾一費(fèi)歇爾(Karl-Fischer)滴定、干燥失重和頂空GC分析，依照本發(fā)明的實(shí)施例的方法通常是高敏感度、快速、非破壞性的并且能夠在高度自動(dòng)化的系統(tǒng)中實(shí)施。示例下列非限制性示例用來(lái)舉例說(shuō)明本發(fā)明的所選實(shí)施例。將意識(shí)到的是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，對(duì)所示出部件中的元素的替代以及按比例地變化是顯然的，并且在本發(fā)明的實(shí)施例的范圍之內(nèi)。下面所描述的兩(2)個(gè)示例都是在1至4微米波長(zhǎng)范圍中，在近頂中進(jìn)行的。第一示例使用以透射模式操作的固定濾波器光譜傳感器，而第二示例使用以反射模式的固定濾波器光譜傳感器。在該示例中，使用固定濾波器非色散型反射模式光譜傳感器為三C3)種不同類型粉末測(cè)量水分。對(duì)于此示例，這些類型粉末之間的的差別的確切性質(zhì)并不是材料上的，但是每一種都導(dǎo)致了不同的散射性能，且由此導(dǎo)致了不同函數(shù)形式的校準(zhǔn)方程。在兩( 個(gè)參考波長(zhǎng)(1.3和1.8μπι)處以及在1.4μπι和1.9μπι的水吸收峰(測(cè)量波長(zhǎng))處同時(shí)收集所有數(shù)據(jù)。由下列一般方程定義了三C3)元二次擬合M = aX+bY+cZ+dX2+eY2+fZ2+g其中M是由傳感器測(cè)量的水分含量(例如wt. %水分)，a、b、c、d、e、f和g是校準(zhǔn)參數(shù)，X、Y、Z是WR(變量)。由于使用了三(3)個(gè)WR(X、Y和Ζ)，所以上述方程是三元的，并且由于在該方程中最高冪是二 O)，所以該方程是二次的。在使用相同的具有已知水分含量的樣品為每個(gè)粉末等級(jí)建立校準(zhǔn)方程之后，發(fā)現(xiàn)在每個(gè)粉末等級(jí)的隨機(jī)樣品中，水分含量是可測(cè)量的，在1.5% (2-西格馬(sigma))之內(nèi)。在比較中，發(fā)現(xiàn)對(duì)于每個(gè)粉末等級(jí)而言， 使用標(biāo)準(zhǔn)非校正算法執(zhí)行的相同材料的水分測(cè)量是不可測(cè)量的(即，測(cè)量誤差超過(guò)100% (2-西格馬))。
示例2 測(cè)量摻雜TiOa.的PET的厚度。 在此示例中，使用固定濾波器非色散型透射模式光譜傳感器測(cè)量摻雜礦物增白劑 (TiO2)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯片材的總厚度。礦物增白劑導(dǎo)致近紅外光的散射和吸收光譜隨之發(fā)生的變形。使用按照本發(fā)明實(shí)施例的算法校正了此散射。在使用已知厚度的樣品建立校準(zhǔn)關(guān)系式之后，在隨機(jī)樣品中測(cè)量從25到70微米范圍中的總厚度，其精確度小于1 微米，通常在1.0% (2-西格馬)之內(nèi)。在比較中，發(fā)現(xiàn)使用標(biāo)準(zhǔn)非校正算法執(zhí)行的相同材料的總厚度是不可測(cè)量的(即，測(cè)量誤差超過(guò)100% (2-西格馬))。如本領(lǐng)域已知的，可以從單位面積質(zhì)量參數(shù)獲得厚度參數(shù)，單位面積質(zhì)量參數(shù)還被稱為組分的“基重”，其通?？梢栽谒星闆r下予以測(cè)量。如果材料的密度是恒定的，那么如示例2中所描述的至厚度的關(guān)聯(lián)是可能的，對(duì)于許多工業(yè)制造的材料而言都是真的。雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，它們僅僅是以示例性的方式呈現(xiàn)而非限制性的。在不偏離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，按照本文的公開(kāi)內(nèi)容，可以對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例做出眾多變化。因此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)該受上面描述的實(shí)施例中的任何實(shí)施例限制。相反，本發(fā)明的范圍應(yīng)該按照下列權(quán)利要求書及其等同物來(lái)定義。盡管相對(duì)于一個(gè)或者多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式已經(jīng)舉例說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域其他技術(shù)人員在閱讀和理解此說(shuō)明書和附圖后，將想到等價(jià)的變化和改變。另外，雖然可能相對(duì)于若干實(shí)現(xiàn)方式中的僅僅一個(gè)公開(kāi)了本發(fā)明的特定特性，但是這樣的特性可以與其他實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)或多個(gè)其他特性相結(jié)合，對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用來(lái)說(shuō)這可能是希望的并且是有利的。本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，并不意圖是限制本發(fā)明。 如本文所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“該”意圖也包括復(fù)數(shù)形式。此外，就在詳細(xì)說(shuō)明和/或權(quán)利要求書中使用了術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”、 “有”、“帶有”、或者其變體而言，這樣的術(shù)語(yǔ)意圖以類似于術(shù)語(yǔ)“包括”的方式是包括的。除非另外定義，本文所使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)的和科學(xué)的術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。進(jìn)一步將理解的是，諸如在常用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)之類的術(shù)語(yǔ)，除非本文明確地如此定義，否則應(yīng)該被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域上下文中的含義相一致的含義，并且將不以理想的或者過(guò)于形式化的意義來(lái)予以解釋。提供了本公開(kāi)內(nèi)容的摘要以便遵照37 C. F. R. § 1. 72 (b)，其要求將允許讀者快速探知技術(shù)公開(kāi)內(nèi)容的本質(zhì)的摘要。在摘要將不被用來(lái)解釋或者限制下列權(quán)利要求的范圍和含義的情況下提交了該摘要。
權(quán)利要求
1.一種用于分析樣品的光譜方法(100)，其包括(101)提供要被分析的、包括至少第一化學(xué)組分的多組分樣品，所述第一化學(xué)組分具有包括第一吸收峰的至少一個(gè)特征吸收特性；(102)在接近于所述第一吸收峰的測(cè)量波段以及位于其中所述第一化學(xué)組分沒(méi)有所述特征吸收特性的至少第一和第二參考波段下利用輻射照射所述多組分樣品；(103)獲得探測(cè)數(shù)據(jù)，包括探測(cè)所述多組分樣品響應(yīng)于所述照射而反射或者透射的輻射，其包括分別在接近于所述第一吸收峰的測(cè)量功率和在所述第一和所述第二參考波段的第一和第二參考功率；(104)使用多對(duì)所述探測(cè)數(shù)據(jù)求出多個(gè)不同波段比的值，以生成多個(gè)測(cè)量波段比值，以及(105)通過(guò)用所述多個(gè)測(cè)量波段比值替代所述多個(gè)不同波段比而求出校準(zhǔn)關(guān)系式的值來(lái)確定所述第一化學(xué)組分的至少一個(gè)參數(shù)，所述校準(zhǔn)關(guān)系式包括把所述第一化學(xué)組分的所述參數(shù)關(guān)聯(lián)到所述多個(gè)不同波段比的多元多項(xiàng)式方程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多組分樣品包括粉末樣品，所述粉末樣品包括所述第一化學(xué)組分和包括水分的第二化學(xué)組分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輻射包括近紅外(NIR)輻射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)不同波段比包括包含所述第一參考波段和所述第二參考波段的至少一個(gè)參考波段比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)量波段包括第一測(cè)量波段和第二測(cè)量波段，并且所述多個(gè)不同波段比包括包含所述第一和第二測(cè)量波段的至少一個(gè)測(cè)量波段比。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參數(shù)包括所述多組分樣品中的所述第一化學(xué)組分的含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述含量包括成分重量，并且所述多元多項(xiàng)式方程包括多個(gè)校準(zhǔn)常數(shù)(A” B” Ci)和包括所述波段比(WIii)的變量，所述多元多項(xiàng)式方程的形式為成分 wt = Ao+Ai X WR^A2 X WR1^A3 X WR13+- +B1 X WR2+B2 X WR22+B3 X WR23+-+C1X WR3+C2 X WR32+C3 X WR33+...還包括生成所述多個(gè)校準(zhǔn)常數(shù)的步驟，其包括對(duì)于多個(gè)校準(zhǔn)樣品中的每一個(gè)，使用非光譜方法建立已知成分重量；對(duì)于所述多個(gè)校準(zhǔn)樣品中的每一個(gè)，執(zhí)行光譜法來(lái)獲得光譜校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果；和把所述光譜校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果曲線擬合到所述已知成分重量，以便獲得所述多個(gè)校準(zhǔn)常數(shù)。
8.一種用于分析多組分樣品095)的至少第一化學(xué)組分的光譜系統(tǒng)000)，所述第一化學(xué)組分具有包括第一吸收峰的至少一個(gè)特征吸收特性，該光譜系統(tǒng)包括光譜傳感器088)，其包括寬帶輻射源005)，其用于在接近于所述第一吸收峰的測(cè)量波段以及位于其中所述第一化學(xué)組分沒(méi)有所述特征吸收特性的至少第一和第二參考波段下用輻射照射所述多組分樣品(四5)；多通道探測(cè)器071-276)，其用于獲得探測(cè)數(shù)據(jù)，包括探測(cè)所述多組分樣品響應(yīng)于所述照射而反射或者透射的輻射，其包括分別在接近于所述第一吸收峰的測(cè)量功率和在所述第一和所述第二參考波段的第一和第二參考功率，以及具有相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器O50)的處理器045)，其用于使用多對(duì)所述探測(cè)數(shù)據(jù)求出多個(gè)不同波段比的值，以便生成多個(gè)測(cè)量波段比值，以及通過(guò)用所述多個(gè)測(cè)量波段比值替代所述多個(gè)不同波段比而求出存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器O50)中的校準(zhǔn)關(guān)系式的值，來(lái)確定所述第一化學(xué)組分的至少一個(gè)參數(shù)，所述校準(zhǔn)關(guān)系式包括把所述第一化學(xué)組分的所述參數(shù)關(guān)聯(lián)到所述多個(gè)不同波段比的多元多項(xiàng)式方程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多個(gè)不同波段比包括包含所述第一參考波段和所述第二參考波段的至少一個(gè)參考波段比。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述寬帶輻射源提供近紅外(OTR)輻射。
全文摘要
用于分析樣品(298)的光譜方法(100)及其光譜系統(tǒng)(200)。提供(101)了包括具有特征第一吸收峰的第一化學(xué)組分的樣品。在接近于第一吸收峰的測(cè)量波段下以及在第一化學(xué)組分沒(méi)有特征吸收特性的第一和第二參考波段下照射(102)該樣品。獲得(103)反射或者透射的探測(cè)數(shù)據(jù)，其包括接近于第一吸收峰的測(cè)量功率和在參考波段的第一和第二參考功率。使用探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)求出(104)多個(gè)不同波段比的值，以生成多個(gè)測(cè)量波段比值。然后通過(guò)把測(cè)量波段比值替代到校準(zhǔn)關(guān)系式中而求出多元多項(xiàng)式校準(zhǔn)方程的值，來(lái)確定(105)第一化學(xué)組分的參數(shù)，所述多元多項(xiàng)式校準(zhǔn)方程把第一化學(xué)組分的參數(shù)關(guān)聯(lián)到多個(gè)不同波段比。
文檔編號(hào)G01N21/35GK102369428SQ201080014416
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者F·M·哈蘭, R·M·德里斯, S·蒂克西爾 申請(qǐng)人:霍尼韋爾阿斯卡公司