本發(fā)明涉及光譜復(fù)雜溶液濃度分析化學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及一種雙光程熒光光譜測(cè)量包裝袋內(nèi)復(fù)雜溶液的復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，較為成熟的技術(shù)是通過(guò)化學(xué)檢驗(yàn)的方式檢測(cè)包裝袋中復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量，具有準(zhǔn)確性高的突出優(yōu)點(diǎn)，但化學(xué)檢驗(yàn)的方式需要打開(kāi)包裝袋取出樣品進(jìn)行化驗(yàn)，無(wú)法滿足快速，非接觸、無(wú)污染的需求。

熒光光譜測(cè)量由于其非接觸、無(wú)污染、針對(duì)性強(qiáng)的特性也有可能實(shí)現(xiàn)包裝袋內(nèi)復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量檢測(cè)。但受到入射光強(qiáng)、光程長(zhǎng)度和所測(cè)目標(biāo)濃度的影響，導(dǎo)致熒光有嚴(yán)重的自吸收問(wèn)題，因此會(huì)導(dǎo)致光譜的非線性，且傳統(tǒng)的熒光光譜無(wú)法完全消除光譜背景噪聲的影響，針對(duì)這一問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，本發(fā)明測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，消除了光譜背景噪聲的影響，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的非線性影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，且可操作性強(qiáng)，詳見(jiàn)下文描述：

一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，所述方法包括以下步驟：

熒光激發(fā)光源的出光光口與光譜接收裝置的入射狹縫緊貼包裝袋，調(diào)制裝置調(diào)制熒光激發(fā)光源使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源對(duì)袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置采集熒光光譜；

位移平臺(tái)在保證熒光激發(fā)光源出光光口和光譜接收裝置入射狹縫同軸前提下，控制熒光激發(fā)光源移動(dòng)，由光譜接收裝置采集熒光光譜；

將兩個(gè)位置處采集到熒光光譜變換到頻域，構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜后歸一化處理，與已有化學(xué)分析的結(jié)果對(duì)比，建立數(shù)學(xué)模型；

采集未知復(fù)雜溶液樣品兩位置處的熒光光譜，將其變換到頻域構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜后歸一化并帶入數(shù)學(xué)模型，得到復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量；

所述方法測(cè)量得到的兩位置處的熒光光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加被測(cè)物質(zhì)的信息量；抑制熒光自吸收帶來(lái)的非線性影響；消除光譜背景噪聲影響；實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量。

所述構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜的步驟具體為：

調(diào)制裝置將熒光激發(fā)光源調(diào)制成方波光信號(hào)，由光譜接收裝置采集熒光光譜，將熒光光譜的每個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間序列變換到頻域，以各個(gè)波長(zhǎng)的基波分量構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜。

其中，位移平臺(tái)控制熒光激發(fā)光源移動(dòng)，由光譜接收裝置采集熒光光譜的步驟具體為：

熒光激發(fā)光源在位置a處對(duì)袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置采集熒光光譜；

位移平臺(tái)控制熒光激發(fā)光源移動(dòng)至位置b，由光譜接收裝置采集熒光光譜；

或，

熒光激發(fā)光源對(duì)袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置在位置a處采集熒光光譜；

位移平臺(tái)控制光譜接收裝置移動(dòng)至位置b，采集位置b處的熒光光譜；

或，

在位置a處由熒光激發(fā)光源對(duì)袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，在位置a’處由光譜接收裝置采集熒光光譜；

位移平臺(tái)控制熒光激發(fā)光源和光譜接收裝置分別移動(dòng)至位置b、b’處，由光譜接收裝置采集熒光光譜。

其中，所述方法還包括：

在熒光激發(fā)光源處設(shè)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且同軸；

或，

在光譜接收裝置處設(shè)置一光纖，作為出射光纖，且保證出射光纖與熒光激發(fā)光源出光光口緊貼包裝袋且同軸；

或，

在熒光激發(fā)光源與光譜接收裝置處分別設(shè)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且同軸。

其中，所述a位置為入射光纖的第一位置，由光譜接收裝置采集入射光纖與出射光纖相對(duì)位置a下的熒光光譜；在保證入射光纖與出射光纖同軸的前提下，位移平臺(tái)控制入射光纖移動(dòng)到位置b處，由光譜接收裝置采集入射光纖與出射光纖相對(duì)位置b下的熒光光譜。

其中，所述a位置為出射光纖的第一位置，由光譜接收裝置采集入射光纖與出射光纖相對(duì)位置a下的熒光光譜；在保證入射光纖與出射光纖同軸的前提下，位移平臺(tái)控制出射光纖移動(dòng)到位置b處，由光譜接收裝置采集入射光纖與出射光纖相對(duì)位置b下的熒光光譜。

其中，a、a’分別為入射光纖和出射光纖的第一位置，由光譜接收裝置采集入射光纖與出射光纖相對(duì)該位置下的熒光光譜；在保證入射光纖與出射光纖同軸的前提下，位移平臺(tái)控制入射光纖和出射光纖分別移動(dòng)到位置b、b’處，由光譜接收裝置采集入射光纖與出射光纖相對(duì)位置下的熒光光譜。

進(jìn)一步地，所述熒光激發(fā)光源為紫外線燈、紫外激光管或紫外發(fā)光管，可直接發(fā)出紫外光或經(jīng)光纖傳導(dǎo)。

進(jìn)一步地，所述位移平臺(tái)為步進(jìn)電機(jī)或磁鐵吸合裝置；所述光譜接收裝置為光譜儀；所述調(diào)制裝置為斬波器。

上述所述數(shù)學(xué)模型利用主成分分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、偏最小二乘回歸、支持向量機(jī)、信號(hào)分析或統(tǒng)計(jì)方法建立。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

1、本發(fā)明通過(guò)控制位移平臺(tái)改變光程，在不同光程長(zhǎng)下采集袋裝復(fù)雜溶液受到同一調(diào)制熒光激發(fā)光源激發(fā)的熒光光譜，據(jù)此實(shí)現(xiàn)對(duì)袋裝復(fù)雜溶液成分含量的無(wú)損檢測(cè)；

2、本發(fā)明利用復(fù)雜溶液中特殊物質(zhì)受到紫外光激發(fā)會(huì)產(chǎn)生熒光的特性，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，但由于在光程方向上隨紫外光入射深度不同而產(chǎn)生不同的熒光強(qiáng)度，且激發(fā)熒光產(chǎn)生位置與接收位置的距離不同均會(huì)導(dǎo)致熒光的自體吸收不同，而雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，因此增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的非線性影響；

3、本發(fā)明通過(guò)構(gòu)造頻域內(nèi)的熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，可操作性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法原理圖；

圖2為實(shí)施例1中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法示意圖；

圖3為實(shí)施例2中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖4為實(shí)施例3中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖5為實(shí)施例4中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖6為實(shí)施例5中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖7為實(shí)施例6中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖8為實(shí)施例7中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖；

圖9為實(shí)施例8中雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法另一示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1：第一光程；2：第二光程；

3：熒光激發(fā)光源；4：入射光纖；

5：包裝袋；6：位移平臺(tái)；

7：光譜接收裝置；8：出射光纖；

9：調(diào)制裝置；a、a’：第一位置；

b、b’：第二位置。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

將調(diào)制裝置放置于熒光激發(fā)光源光路之中時(shí)，光會(huì)周期性的通過(guò)和遮擋。此時(shí)熒光激發(fā)光源發(fā)出的光被調(diào)制成具有一定頻率的方波光信號(hào)。激發(fā)復(fù)雜溶液得到的熒光光譜每個(gè)波長(zhǎng)的頻率與光源發(fā)出的方波光頻率一致，以熒光光譜某一波長(zhǎng)λ為例，圖1為λ波長(zhǎng)的波形與光譜接收裝置積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的積分值示意圖，b為背景噪聲，t為光譜接收裝置的積分時(shí)間，且t1＝t2＝…＝ti＝t；t1區(qū)間內(nèi)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的是背景噪聲，此時(shí)光譜接收裝置接收到的光強(qiáng)幅值是背景噪聲的積分值，數(shù)值最小記為imin；ti區(qū)間內(nèi)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的是λ波長(zhǎng)的光強(qiáng)和背景噪聲，此時(shí)光譜接收裝置接收到的光強(qiáng)幅值是λ波長(zhǎng)的光強(qiáng)和背景噪聲的積分值，數(shù)值最大記為imax，t1與ti之間其他的積分時(shí)間一部分對(duì)應(yīng)背景噪聲，另一部分對(duì)應(yīng)λ波長(zhǎng)的光強(qiáng)和背景噪聲，因此所得到的積分值在(imin，imax)區(qū)間內(nèi)變動(dòng)。由此，在t1～ti內(nèi)可以得到一組值域?yàn)?imin，imax)積分值序列，由此可見(jiàn)，該波長(zhǎng)的積分值在(imin，imax)區(qū)間內(nèi)變動(dòng)而形成周期性信號(hào)，其他波長(zhǎng)的積分值與此類似，且為嚴(yán)格同周期和同步的周期性信號(hào)。通過(guò)對(duì)各個(gè)波長(zhǎng)的積分值的時(shí)間序列進(jìn)行傅立葉變換，以所有波長(zhǎng)積分值的頻域基波分量構(gòu)成的頻域內(nèi)熒光光譜，可以消除光譜背景噪聲，大幅度提高信噪比。

雙光程熒光激發(fā)光源法利用復(fù)雜溶液中特殊物質(zhì)受到紫外光激發(fā)會(huì)產(chǎn)生熒光的特性，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，但由于在光程方向上隨紫外光入射深度不同而產(chǎn)生不同的熒光強(qiáng)度，且激發(fā)熒光產(chǎn)生位置與接收位置的距離不同均會(huì)導(dǎo)致熒光的自體吸收不同，而雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，因此增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的非線性影響，同時(shí)構(gòu)造的頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例提供的雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，所使用到的器件如圖2所示，包括：熒光激發(fā)光源3、包裝袋5、位移平臺(tái)6、光譜接收裝置7以及調(diào)制裝置9。

其中，保證熒光激發(fā)光源3出光光口與光譜接收裝置7入射狹縫緊貼包裝袋5且同軸，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源3在第一位置a(對(duì)應(yīng)第一光程1)處對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置7采集熒光光譜。隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證熒光激發(fā)光源3出光光口和光譜接收裝置7出射狹縫同軸的前提下，控制熒光激發(fā)光源移動(dòng)至第二位置b(對(duì)應(yīng)第二光程2)，由光強(qiáng)接收裝置7采集熒光光譜。

將a、b兩個(gè)位置處采集的熒光光譜的每個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間序列變換到頻域，以各個(gè)波長(zhǎng)的基波分量構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜，由此消除光譜背景噪聲的影響，將兩個(gè)頻域內(nèi)熒光光譜歸一化處理，歸一化方法為：

ag＝a/max(a)(1)

公式(1)中，ag為歸一化吸光度，max(a)為不同波長(zhǎng)上的吸光度最大值，a為吸光度。與已有化學(xué)分析的結(jié)果對(duì)比，利用主成分分析(pca,principalcomponentanalysis)或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ann,artificialneuralnetwork)或偏最小二乘回歸(plsr,particleleastsquarescalibrationanalysis)或支持向量機(jī)(svm,supportvectormachines)信號(hào)分析或統(tǒng)計(jì)等方法均可建立數(shù)學(xué)模型。

其中，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)上述數(shù)學(xué)模型建立的過(guò)程不做贅述，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

采集未知復(fù)雜溶液樣品a、b兩處位置的熒光光譜，每個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間序列變換至頻域，以各個(gè)波長(zhǎng)的基波分量構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜，將兩個(gè)頻域內(nèi)熒光光譜歸一化帶入上述建立好的數(shù)學(xué)模型，得到復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分的含量。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，熒光激發(fā)光源3、與光譜接收裝置7的移動(dòng)方式的不同，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖3，保證熒光激發(fā)光源3出光光口與光譜接收裝置7入射狹縫緊貼包裝袋5且同軸，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源3對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置7在第一位置a處采集熒光光譜。隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證熒光激發(fā)光源3出光光口和光譜接收裝置7入射狹縫同軸的前提下，控制光譜接收裝置7移動(dòng)至第二位置b，采集第二位置b處的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，熒光激發(fā)光源3、與光譜接收裝置7的移動(dòng)方向的不同，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖4，保證熒光激發(fā)光源3出光光口與光譜接收裝置7入射狹縫緊貼包裝袋5且同軸，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，在第一位置a處由熒光激發(fā)光源3對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，在第一位置a’處由光譜接收裝置7采集熒光光譜，隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證熒光激發(fā)光源3出光光口和光譜接收裝置7入射狹縫同軸的前提下，控制熒光激發(fā)光源3和光譜接收裝置7分別移動(dòng)至第二位置b、b’處，由光強(qiáng)接收裝置7接收熒光光強(qiáng)。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例4

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于空間結(jié)構(gòu)的限制，可能會(huì)出現(xiàn)熒光激發(fā)光源3與光譜接收裝置7不能緊貼包裝袋5的情況，這時(shí)可以通過(guò)在熒光激發(fā)光源3與光譜接收裝置7處分別設(shè)置一光纖，作為入射光纖4與出射光纖8。

參見(jiàn)圖5，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋3且保證同軸，a位置為入射光纖4的第一位置，光譜接收裝置7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)該第一位置a下的熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證入射光纖4與出射光纖8位置依舊同軸的前提下，控制入射光纖4移動(dòng)到第二位置b處，光譜接收裝置5采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)第二位置b下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例5

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例4的不同僅在于，出射光纖8、與第一位置a、第二位置b的設(shè)置不同，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖6，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋3且保證同軸，a位置為出射光纖8的第一位置，光譜接收裝置7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)該第一位置a下的熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證入射光纖4與出射光纖8位置依舊同軸的前提下，控制出射光纖8移動(dòng)到第二位置b處，光譜接收裝置5采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)第二位置b下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例6

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例4的不同僅在于，入射光纖4、出射光纖8、與第一位置a、a’；第二位置b、b’的設(shè)置不同，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖7，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋3且保證同軸，a、a’分別為入射光纖4和出射光纖8的第一位置，光譜接收裝置7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)該第一位置a、a’下的熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證入射光纖4與出射光纖8位置依舊同軸的前提下，控制入射光纖4和出射光纖8分別移動(dòng)到第二位置b、b’處，光譜接收裝置7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)第二位置b、b’下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例7

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例4不同的是，該實(shí)施例僅包括入射光纖4，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖8，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置7采集熒光光譜，入射光纖4與光譜接收裝置7入射狹縫分別緊貼包裝袋3且保證同軸，a位置為入射光纖4的第一位置，光譜接收裝置7采集入射光纖4相對(duì)該第一位置a下的熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證入射光纖4與光譜接收裝置7狹縫位置依舊同軸的前提下，控制入射光纖4移動(dòng)到第二位置b處，光譜接收裝置7采集入射光纖4相對(duì)第二位置b下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要，對(duì)第一位置a、第二位置b、以及移動(dòng)的方式進(jìn)行設(shè)定，即還可以包括多種的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例8

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例4不同的是，該實(shí)施例僅包括出射光纖8，詳見(jiàn)下文描述：

參見(jiàn)圖9，調(diào)制裝置9調(diào)制熒光激發(fā)光源3使其發(fā)出方波光信號(hào)，熒光激發(fā)光源3對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜接收裝置7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集熒光光譜，熒光激發(fā)光源3出光光口與出射光纖8分別緊貼包裝袋3且保證同軸，光譜接收裝置7采集熒光激發(fā)光源3與出射光纖8相對(duì)第一位置a下的熒光光譜；隨后通過(guò)位移平臺(tái)6在保證熒光激發(fā)光源3出光光口與出射光纖8位置依舊同軸的前提下，控制熒光激發(fā)光源3移動(dòng)到第二位置b處，光譜接收裝置5采集熒光激發(fā)光源3與出射光纖8相對(duì)第二位置b下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要，對(duì)第一位置a、第二位置b、以及移動(dòng)的方式進(jìn)行設(shè)定，即還可以包括多種的實(shí)施方式。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例9

下面結(jié)合具體的器件選擇，對(duì)上述實(shí)施例1-6中的方案進(jìn)行進(jìn)一步地介紹，熒光激發(fā)光源可以為紫外線燈，可直接發(fā)出紫外光或經(jīng)入射光纖4傳導(dǎo)。位移平臺(tái)6為步進(jìn)電機(jī)，光譜接收裝置7為光譜儀，調(diào)制裝置9為斬波器，詳見(jiàn)下文描述：

如圖5所示，斬波器9調(diào)制紫外線燈3使其發(fā)出方波光信號(hào)，紫外線燈3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，光譜儀7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5且同軸，a位置為入射光纖4的第一位置，光譜儀7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)該第一位置a下的熒光光譜；隨后通過(guò)步進(jìn)電機(jī)6在保證入射光纖4與出射光纖8位置依舊同軸的前提下，控制入射光纖4移動(dòng)到第二位置b處，光譜儀7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)第二位置b下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例10

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例9不同的是，熒光激發(fā)光源3為紫外發(fā)光管，可直接發(fā)出紫外光或經(jīng)入射光纖4傳導(dǎo)。

如圖5所示，斬波器9調(diào)制紫外發(fā)光管3使其發(fā)出方波光信號(hào)，紫外發(fā)光管3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)的袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，由光譜儀7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5且同軸，光譜儀7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)該第一位置a下的熒光光譜；隨后通過(guò)步進(jìn)電機(jī)6在保證入射光纖4與出射光纖8位置依舊同軸的前提下，控制入射光纖4移動(dòng)到第二位置b處，光譜儀7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)第二位置b下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例11

本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例9、10不同的是，熒光激發(fā)光源3為紫外激光管，可直接發(fā)出紫外光或經(jīng)入射光纖4傳導(dǎo)；位移平臺(tái)6為磁鐵吸合裝置，詳見(jiàn)下文描述：

如圖5所示，斬波器9調(diào)制紫外激光管3使其發(fā)出方波光信號(hào)，紫外激光管3通過(guò)入射光纖4對(duì)包裝袋5內(nèi)袋裝復(fù)雜溶液樣品進(jìn)行激發(fā)，光譜儀7經(jīng)過(guò)出射光纖8采集熒光光譜，入射光纖4與出射光纖8分別緊貼包裝袋5且同軸，光譜儀7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)該第一位置a下的熒光光譜；隨后通過(guò)磁鐵吸合裝置6在保證入射光纖4與出射光纖8位置依舊同軸的前提下，控制入射光纖4移動(dòng)到第二位置b處，光譜儀7采集入射光纖4與出射光纖8相對(duì)第二位置b下的熒光光譜。

其中，后續(xù)的構(gòu)造頻域內(nèi)熒光光譜、歸一化、建立數(shù)學(xué)模型、以及計(jì)算復(fù)雜溶液所測(cè)目標(biāo)成分含量的步驟與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。

實(shí)施例12

本發(fā)明實(shí)施例與上述實(shí)施例9、10、11不同的是，熒光激發(fā)光源3根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要還可以采用其他型號(hào)的熒光激發(fā)光源、位移平臺(tái)6也可以采用其他的移動(dòng)裝置，光譜接收裝置7也可以采用其他的接收裝置。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)上述器件的型號(hào)不做限制。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)位置a、a’，位置b、b’和移動(dòng)方式等均不作限制，只要能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的功能即可，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙光程調(diào)制熒光激發(fā)光源測(cè)量袋裝復(fù)雜溶液成分的方法，雙光程測(cè)量得到的兩個(gè)光譜是與產(chǎn)生熒光的位置、及熒光強(qiáng)度同時(shí)相關(guān)的熒光光譜，增加了被測(cè)物質(zhì)的信息量，極大抑制了熒光自吸收等帶來(lái)的光譜非線性影響，且頻域內(nèi)熒光光譜消除了光譜背景噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)了快速、無(wú)污染的袋裝復(fù)雜溶液成分的高精度測(cè)量，測(cè)量針對(duì)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。