[發明專利]一種基于水汽殘差譜分析的紅外光譜識別方法

有效

• 申請號: 201710376059.4
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107631993B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 童晶晶;李妍;陳軍;李勝;王亞萍;高閩光;石建國;劉建國;劉文清;李相賢;魏秀麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種基于水汽殘差光譜分析的紅外光譜識別方法，包括以下步驟：

步驟1：利用分子透射吸收數據庫和氣象參數生成純水汽透過率譜；

步驟2：將包含未知化合物吸收特征的待識別紅外實測光譜與所述純水汽透過率譜進行擬合，分波段扣除未知化合物光譜中的水汽吸收光譜，得到殘差光譜；

在所述步驟2中，水汽吸收扣除的具體波段包括以下波段中的一組或多組：600～700cm-1、700～800cm-1、800～900cm-1、900～1000cm-1、1000～1100cm-1、1100～1200cm-1、2000～2100cm-1、2100～2200cm-1、2400～2500cm-1、2500～2600cm-1、2600～2700cm-1、2700～2800cm-1、2800～2900cm-1、2900～3000cm-1、3000～3100cm-1、3100～3200cm-1、3200～3300cm-1、3300～3400cm-1；

步驟3：對殘差光譜進行初步尋峰識別，找出各波段殘差光譜吸收最強處對應的峰位，與紅外吸收特征數據庫中的各化合物分子吸收峰進行比較，得出可能的化合物成分列表；初步尋峰識別設置的殘差光譜吸收峰與可能化合物組分標準光譜吸收峰的峰位允許偏移量為1cm-1；

步驟4：初步尋峰識別完成后，得出各波段光譜中可能包含的化合物成分，將各波段殘差光譜與可能組分的標準透過率光譜作相關性分析，得出各可能組分的相關系數；

步驟5：將可能組分作為待測組分進行擬合，從殘差光譜中去除可能組分吸收，得到二次殘差光譜，再進行尋峰識別、相關性分析，直到各波段殘差中沒有出現與特征數據庫中相符的化合物成分為止，最終依據可能組分的標準透過率光譜與殘差光譜相關系數完成紅外光譜識別，確定未知化合物組分。

2.根據權利要求1所述的一種基于水汽殘差光譜分析的紅外光譜識別方法，其特征在于：所述氣象參數至少包括溫度、氣壓和濕度。

3.根據權利要求2所述的一種基于水汽殘差光譜分析的紅外光譜識別方法，其特征在于：在所述步驟1中，純水汽透過率譜的生成考慮環境參數和儀器函數影響，首先從分子透射吸收數據庫中提取水汽高分辨率吸收線強，然后進行線強修正，線強修正至少包括溫度壓力展寬、儀器展寬、譜線卷積、逐線積分過程；建立實測光譜分辨率下的純水汽透過率譜。

4.根據權利要求1所述的一種基于水汽殘差光譜分析的紅外光譜識別方法，其特征在于：在所述步驟4中，通過計算各波段水汽殘差光譜與可能組分的標準透過率光譜的相關系數來進行未知成分識別，當兩者相關系數|r|≥0.8時，則判定待識別實測紅外吸收光譜中包含該化合物成分。