[發明專利]多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法

在審

• 申請號: 201710529566.7
• 申請日: 2017-07-02
• 公開（公告）號: CN107421927A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 李剛;張夢秋;張盛昭;羅永順;林凌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李林娟

1.一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，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光源，調制裝置調制光源使其發出方波光信號，透射光源對袋裝復雜溶液進行透射，熒光激發光源激發袋裝復雜溶液產生熒光，光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺控制透射光源和熒光激發光源移動至多個位置，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

將多個位置處采集到的透射光譜和熒光光譜變換到頻域，構造頻域內透射光譜和頻域內熒光光譜并歸一化處理，與已有化學分析的結果對比，建立數學模型；

采集未知復雜溶液在多個位置處的透射光譜和熒光光譜，構造頻域內透射光譜和頻域內熒光光譜歸一化后帶入數學模型，得到所測成分的含量；

所述方法多位置采集到的透射光譜和熒光光譜，是與受激發物質、及其他物質同時相關的光譜，增加受激發物質信息量；抑制光譜非線性；消除光譜背景噪聲；實現快速、無污染的包裝袋內復雜溶液所測目標成分高精度測量。

2.根據權利要求1所述的一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，所述構造頻域內透射光譜和頻域內熒光光譜的步驟具體為：

調制裝置將光源調制成方波光信號，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜，將每個波長的時間序列變換到頻域，以各個波長的基波分量構造頻域內的透射光譜和頻域內熒光光譜。

3.根據權利要求1所述的一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，位移平臺控制透射光源和熒光激發光源移動至多個位置，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜的步驟具體為：

透射光源和熒光激發光源在位置a處對袋裝復雜溶液分別進行透射和激發，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺控制透射光源和熒光激發光源移動至位置b，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺控制透射光源和熒光激發光源一直移動至位置n，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光源對袋裝復雜溶液分別進行透射和激發，由光譜接收裝置在位置a處采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺控制光譜接收裝置移動至位置b，采集位置b處的透射光譜和熒光光譜；

位移平臺控制光譜接收裝置移動至位置n，采集位置n處的透射光譜和熒光光譜。

4.根據權利要求1或2所述的一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，所述方法還包括：

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

或，

在光譜接收裝置處設置一光纖，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。

5.根據權利要求3所述的一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，

a位置為入射光纖的第一位置，由光譜接收裝置采集該位置下的透射光譜和熒光光譜；位移平臺控制入射光纖移動到位置b處，由光譜接收裝置采集該位置下的透射光譜和熒光光譜，位移平臺控制入射光纖一直移動到位置n處，由光譜接收裝置采集該位置下的透射光譜和熒光光譜。

6.根據權利要求3所述的一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，

a位置為出射光纖的第一位置，由光譜接收裝置采集該位置下的透射光譜和熒光光譜；位移平臺控制出射光纖移動到位置b處，由光譜接收裝置采集該位置下的透射光譜和熒光光譜，位移平臺控制出射光纖一直移動到位置n處，由光譜接收裝置采集該位置下的透射光譜和熒光光譜。

7.根據權利要求3所述的一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，所述透射光源為超連續寬譜激光，該超連續寬譜激光覆蓋可見光波段、或近紅外光波段、或兩者的組合，熒光激發光源為紫外線燈，透射光源和熒光激發光源可直接發光或經入射光纖傳導。

8.根據權利要求3所述的一種多位置調制透射和熒光激發光源測量復雜溶液成分的方法，其特征在于，所述位移平臺為步進電機；所述光譜接收裝置為光譜儀；所述調制裝置為斬波器。