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漂移的補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

光譜儀是以光電探測器檢測譜線對應(yīng)波長位置及強(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。隨著國家對煙氣排放標(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限、高靈敏度和高分辨率等要求，這對需要長時間連續(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穩(wěn)定性提出了更高的要求。另外，隨著長時間的運(yùn)行、以及現(xiàn)場中伴隨有不同強(qiáng)度的振動和環(huán)境溫度的變化，這種機(jī)械振動和環(huán)境溫度變化都會導(dǎo)致光譜儀的波長漂移，進(jìn)而會造成儀器測量數(shù)據(jù)的偏差。因此如何實(shí)時消除波長漂移導(dǎo)致的測量誤差，是進(jìn)一步提升儀器性能的重要環(huán)節(jié)。

然而，光譜儀均沒有自動校準(zhǔn)波長的功能，且光譜儀廠商提供的波長校準(zhǔn)方法是通過示燈或其他特征光源對光譜儀進(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，這對于連續(xù)監(jiān)測儀器是不允許的。另外，拆出光譜儀就涉及到重裝光譜儀，對于連續(xù)監(jiān)測儀器，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)，這對于系統(tǒng)維護(hù)人員是一個很大的工作量。

另外，當(dāng)前的波長漂移的補(bǔ)償方法均需要通入SO₂標(biāo)準(zhǔn)氣體，同時，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)前的波長漂移情況，實(shí)時進(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漂移的補(bǔ)償方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)光譜儀工作過程中波長發(fā)生漂移，需要特定環(huán)境才能進(jìn)行波長補(bǔ)償，無法實(shí)時監(jiān)測波長漂移對波長進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膯栴}。

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所對應(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)附近選擇多個波峰點(diǎn)為二氧化硫吸收波峰點(diǎn)；

步驟4，對比一氧化氮和/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)對比結(jié)果判斷波長是否存在漂移；

步驟5，當(dāng)波長存在漂移時，根據(jù)波長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)的波長相同為止。

如上所述，本發(fā)明的基于氙燈光譜的波長漂移的補(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程中，實(shí)時監(jiān)測光譜儀波長，當(dāng)檢測到光譜儀發(fā)生波長漂移時，通過平移調(diào)節(jié)波長的方向?qū)λ霾ㄩL進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到實(shí)時動態(tài)的對波長進(jìn)行補(bǔ)償，以克服因波長漂移而帶來的測量誤差，大大提高了儀器的測量精度。另外，該波長補(bǔ)償時，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，提高了波長的補(bǔ)償效率。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明提供一種基于氙燈光譜的波長漂移的補(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)的波長補(bǔ)償圖。

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，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。

需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(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)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(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。

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

步驟1，通入氮?dú)猓杉療艄庾V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所對應(yīng)的光譜特征；

參照圖2所示，為本發(fā)明提供的基于氙燈光譜的光譜特征圖，其對應(yīng)的波長范圍為150～450nm，其中，橫坐標(biāo)表示為波長，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)對應(yīng)的波長為229nm，所述第二波峰點(diǎn)對應(yīng)的波長為315nm。其中，第一預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)為對應(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應(yīng)的測量段距離波長相距較遠(yuǎn)，從而選取兩個預(yù)設(shè)測量波峰點(diǎn)不會相互影響，以便提高測量精度，同樣選取的預(yù)設(shè)波峰點(diǎn)分別對應(yīng)二氧化硫與一氧化氮的吸收很弱，不會影響到波峰位置的變化。

參照圖3、圖4，分別提供一氧化氮的計(jì)算段內(nèi)的波長漂移圖、二氧化硫的計(jì)算段內(nèi)的波長漂移圖，其中，圖3與圖4中的波長的光強(qiáng)幅度并未刪減，但在水平上波長發(fā)生漂移，即波峰波谷的位置對應(yīng)不起來，造成原來對應(yīng)的波峰點(diǎn)位置移位到其它波長點(diǎn)，給光譜儀的測量帶來了誤差。

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)所對應(yīng)的位置為準(zhǔn)，在其左右各選多個波峰點(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)所對應(yīng)的位置為準(zhǔn)，在其左右各選多個波峰點(diǎn)作為二氧化硫吸收波峰點(diǎn)。

其中，所述多個波峰點(diǎn)數(shù)目為5～10個，當(dāng)波長同時設(shè)置多個波峰點(diǎn)時，多個幾個波峰點(diǎn)同時對應(yīng)比較，可防止波峰點(diǎn)間的偶然事情，提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確率。

步驟4，對比一氧化氮和/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)對比結(jié)果判斷波長是否存在漂移；

具體地，通過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是否發(fā)生了漂移。

第一種：

對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)所對應(yīng)的波峰位置相同時，則波長未漂移；當(dāng)?shù)谝活A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與一氧化氮吸收波峰點(diǎn)所對應(yīng)的波峰位置不同時，則波長漂移。

第二種：

對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)所對應(yīng)的波峰位置相同時，則波長未漂移；當(dāng)?shù)诙A(yù)設(shè)波峰點(diǎn)與二氧化硫吸收波峰點(diǎn)所對應(yīng)的波峰位置不同時，則波長漂移。

在本實(shí)施例中，通過針對預(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儀在短波長時漂移大，長波長時反而漂移小，同時，選取的波峰點(diǎn)對應(yīng)的波長位置對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)行峰對峰對比，如果相對于原來的燈光譜數(shù)據(jù)中光譜的波峰發(fā)生移位，不是原來對應(yīng)的波長點(diǎn)時，則表示此時該波長發(fā)生了漂移，如果相對于原來的光譜的波峰位置不變，則表示該波長沒有漂移。

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

步驟5，當(dāng)波長存在漂移時，根據(jù)波長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)的波長相同為止。

分別對應(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)所對應(yīng)的波峰位置時，對比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向長波長方向平移，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)所對應(yīng)的波峰位置時，對比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向短波長方向平移，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長相同為止。

在本實(shí)施例中，請參閱圖5，為發(fā)明提供的一氧化氮的計(jì)算段內(nèi)的波長補(bǔ)償圖，在出現(xiàn)波長漂移時，采用上述方式對波長進(jìn)行補(bǔ)償，參照對比原來的圖3，可以判斷波長200～230nm內(nèi)各個波峰點(diǎn)在吸收一氧化氮后的位置，經(jīng)過補(bǔ)償，沒有漂移現(xiàn)象。

分別對應(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)所對應(yīng)的波峰位置時，對比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向長波長方向平移，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)所對應(yīng)的波峰位置時，對比燈光譜數(shù)據(jù)將吸收光譜向短波長方向平移，直到吸收光譜數(shù)據(jù)與燈光譜數(shù)據(jù)的波長相同為止。

請參閱圖6，為本發(fā)明提供的二氧化硫的計(jì)算段內(nèi)的波長補(bǔ)償圖，在出現(xiàn)波長漂移時，采用上述方式對波長進(jìn)行補(bǔ)償，參照對比原來的圖4，可以判斷波長280～320nm內(nèi)各個波峰點(diǎn)在吸收二氧化硫后的位置，經(jīng)過補(bǔ)償，沒有漂移現(xiàn)象。

綜上所述，本發(fā)明的光譜儀在使用過程中，實(shí)時監(jiān)測光譜儀波長，當(dāng)檢測到光譜儀發(fā)生波長漂移時，通過平移調(diào)節(jié)波長的方向?qū)λ霾ㄩL進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到實(shí)時動態(tài)的對波長進(jìn)行補(bǔ)償，以克服因波長漂移而帶來的測量誤差，大大提高了儀器的測量精度。另外，該波長補(bǔ)償時，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。