[發明專利]一種基于熒光光譜全局重構的葉綠素濃度測量方法

有效

• 申請號: 202011023546.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112161959B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 王陽;張麗;王婧茹
• 申請（專利權）人: 山東達峰海洋科技有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/65;G01N21/31
• 代理公司: 山東康橋律師事務所 37250
• 代理人: 劉在強

1.一種基于熒光光譜全局重構的葉綠素濃度測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、采用純水拉曼光譜、葉綠素熒光光譜與高斯光譜構建若干個光譜組分；

步驟二、采集待測水樣的熒光光譜E；

步驟三、利用步驟一中的若干個光譜組分對熒光光譜E實施全局重構擬合，得到重構光譜S，重構光譜S的計算公式為：

S＝C₁·S₁+C₂·S₂+C₃·S₃+...+C_n·S_n

S₁…S_n為光譜組分，每個光譜組分表示為一維列向量；其中，S₁為單位光譜組分，S₂為純水拉曼光譜的光譜組分，S₃為葉綠素熒光光譜的光譜組分，S₄…S_n為若干個高斯光譜的光譜組分，C₁、C₂…C_n為S₁、S₂…S_n的光譜強度的擬合參數；

步驟四、根據步驟S3中的擬合參數，所述待測水樣的葉綠素濃度ρ的計算公式為：

ρ＝d·(C₃/C₂)

其中，d為線性回歸系數，C₂為S₂的光譜強度的擬合參數，C₃為S₃的光譜強度的參數；

所述純水拉曼光譜的光譜組分S₂的構建過程為先將激光入射至純水中，采集純水拉曼光譜，然后歸一化處理后構建所述純水拉曼光譜的光譜組分S₂；

所述葉綠素熒光光譜的光譜組分S₃的構建過程為先在純水中加入葉綠素，再將激光入射至純水中，采集葉綠素熒光光譜，然后歸一化處理后構建所述葉綠素熒光光譜的光譜組分S₃；

所述步驟三中的各個擬合參數采用光譜迭代的方式計算，具體采用以下公式：

C_n^k+1＝b_n^k·C_n^k

其中，k表示迭代次數；點除法“./”表示兩個列向量中的對應的元素相除，其結果仍為一維列向量；S_n’表示對列向量S_n實施轉置；sum表示對列向量中所有元素求和；

所述單位光譜組分由數值1組成。

2.根據權利要求1所述的一種基于熒光光譜全局重構的葉綠素濃度測量方法，其特征在于，所述步驟一中純水拉曼光譜和葉綠素熒光光譜的采集步驟均為：

開啟激光器后采集光譜，然后關閉激光器，采集暗光譜，最后將光譜與暗光譜相減得到對應的光譜。

3.根據權利要求1所述的一種基于熒光光譜全局重構的葉綠素濃度測量方法，其特征在于，所述步驟二中熒光光譜E的采集步驟為：

開啟激光器后采集光譜，然后關閉激光器，采集暗光譜，最后將光譜與暗光譜相減得到熒光光譜E。

4.根據權利要求1所述的一種基于熒光光譜全局重構的葉綠素濃度測量方法，其特征在于，所述步驟一中的各個光譜組分的維度相同。

5.根據權利要求1所述的一種基于熒光光譜全局重構的葉綠素濃度測量方法，其特征在于，所述步驟一中的高斯光譜為可溶性有機物熒光光譜。