[發明專利]用于計量的光譜分析儀波長值溯源到自然基準的方法

無效

• 申請號: 200810072881.2
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101435765A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 張宋強;李德生;譚斌;李浩;呂中平;楊文菊
• 申請（專利權）人: 新疆維吾爾自治區計量測試研究院
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯專利代理事務所（有限公司）
• 代理人: 李振中

技術領域

本發明屬于光譜分析儀波長值的標定方法，特別是用于計量的光譜分析儀波長值溯源到自然基準的方法。

背景技術

光譜儀器是根據物質的特征光譜對物質進行定性和定量分析的儀器。目前，我國光譜分析儀器的檢定規程是通過測定該儀器發射光譜的準確性來定義光譜分析儀器的準確性的。現行檢定規程是用干涉濾光片檢定光譜分析儀器譜線準確性的。隨著這幾年光譜分析儀器飛快的發展，各種光譜分析儀器已經成為理化分析的主要手段，作為光譜分析儀器的計量標準干涉濾光片越來越不能適應檢定光譜分析儀器的要求，主要存在以下幾個方面的問題：第一、干涉濾光片測量精度不能滿足現代光譜分析儀器需要校準的技術指標，因為它的光譜帶寬太大，作為標準器它的帶寬指標(6-8nm)還不及許多被測光譜分析儀器的帶寬指標(2nm以下)，自然界中原子譜線的基本寬度是0.001nm。第二、干涉濾光片測量范圍及適用性不能滿足新型光譜分析儀器的需要，現在開發使用的光譜分析儀器，光路結構變化多樣，其數據采集及讀取方式適應光路結構，也更加便捷，干涉濾光片就無法適應其變化，就無用武之地。第三、當分析儀器不讀光能量，直接給出物質的濃度或物質的含量等終級指標時，各種濾光片都會失去作用；因為儀器的處理器不讀光的強弱與光的透射比，即使濾光片放入被檢儀器的光路中，儀器不能識別這種變化，使濾光片最終不能滿足檢定工作的需要。而且用干涉濾光片檢定光譜分析儀的譜線準確性還存在量值傳遞中誤差大的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于計量的光譜分析儀波長值溯源到自然基準的方法，不僅能夠減少量值傳遞中的誤差，而且能夠大大提高光譜分析儀波長的計量準確度。

本發明的目的是這樣實現的：一種用于計量的光譜分析儀波長值溯源到自然基準的方法，在光譜分析儀內裝有可更換的元素燈，開啟元素燈，由光譜儀內的光譜掃描裝置對元素燈的輻射光全頻光譜進行掃描并將光強度信號輸入計算機中，掃描結束后獲得的全頻光譜圖同時顯示在具有橫、縱坐標的光譜顯示屏上，其中橫坐標代表波長的計量單位nm，縱坐標代表光輻射強度；從顯示屏上的全頻譜圖的原子特征峰中選擇峰值高、分辨清晰的1—7個峰值點，選取的這些點位于橫坐標上的溯源頻譜200nm—900nm范圍內，以這些點作為參照點，通過計算機調整光譜分析儀使其計量坐標接近所說的參照點位置，即可對光譜分析儀的波長值進行標定并使之溯源到自然基準。

本發明的方法創造性地提出了用元素燈的譜線對光譜分析儀進行波長準確值標定，光譜分析儀內部的計算機程序將原子譜線記憶在機內，并且用準確的原子譜線檢定工作中使用的光譜類儀器，進行光譜量值比對。原子燈的譜線是自然界中的基本物理單位，光譜分析儀的波長計量單位溯源到了基本物理單位，可以省卻計量溯源鏈的中間環節，它直接溯源到了自然基準，這一方法減少了溯源和量值傳遞中的誤差，大大提高了光譜分析儀波長值的計量準確度。本發明的方法改變了現階段我國計量領域內廣泛使用的傳統檢定方法和思維定式，是光譜分析儀譜線確定手段的一次創新，具有突出的創造性。

具體實施方式

實施例1：一種用于計量的光譜分析儀波長值溯源到自然基準的方法，在光譜分析儀內裝有汞元素燈或鈉元素燈或換用其它的元素燈，元素燈用以提供原子譜線。開啟該元素燈，由光譜儀內的光柵或棱鏡單色器對元素燈的輻射光全頻光譜進行掃描并將光強度信號輸入計算機中，掃描結束后獲得的全頻光譜圖同時顯示在具有橫、縱坐標的光譜顯示屏上，其中橫坐標代表波長的計量單位nm，縱坐標代表光輻射強度。從顯示屏上的全頻譜圖的原子特征峰中選擇峰值高、分辨清晰的3個峰值點，選取的這些點位于橫坐標上的溯源頻譜200nm—900nm范圍內，以這些點作為參照點，通過計算機調整光譜分析儀內的光柵位置使其接近所說的參照點。即通過計算機程序采用數值逼近方法逐漸逼近標準值，使光譜分析儀的光柵坐標接近所說的參照點位置。然后從手冊中查得原子的特征峰標準值，即可對光譜分析儀的波長值進行標定并使之接近自然基準-原子譜線。上述步驟中的光譜掃描可以反復進行，直到能夠達到滿意地標定波長值的條件為止。

實施例2：一種用于計量的光譜分析儀波長值溯源到自然基準的方法，由光譜儀內的CCD電荷耦合器作光能量接受器對元素燈的輻射光全頻光譜進行掃描并將光強度信號輸入計算機中，掃描結束后獲得的全頻光譜圖同時顯示在具有橫、縱坐標的光譜顯示屏上，光譜的波長值均勻分布在CCD的像束坐標位置間，其中橫坐標代表波長的計量單位nm，縱坐標代表光輻射強度；從顯示屏上的全頻譜圖的原子特征峰中選擇峰值高、分辨清晰的7個峰值點，選取的這些點位于橫坐標上的溯源頻譜200nm—900nm范圍內，以這些點作為參照點，通過計算機調整CCD的像束坐標，由計算機程序采用數值逼近方法逐漸逼近標準值，使光譜分析儀的CCD像束坐標接近所說的參照點位置。原子的特征峰標準值可以在相關手冊中查到。即可對光譜分析儀的波長值進行標定并使之接近自然基準-原子譜線。