本技術(shù)涉及光譜分析設(shè)備的，尤其是涉及一種光譜物相分析裝置及利用光譜進行物相分析的方法。

背景技術(shù)：

1、光譜分析儀是一種用于測量光譜信號的儀器，通過分析光源發(fā)出的光在經(jīng)過樣品后被吸收、反射或散射的情況，來確定樣品的組成和性質(zhì)。光譜分析儀一般包括氣相室、光源和接收器，以及配套的分析系統(tǒng)，光源發(fā)出的光線經(jīng)過氣相室內(nèi)的物相氣氛，發(fā)生對應(yīng)的吸收和激發(fā)波峰后，被接收器接收，并由分析系統(tǒng)與預(yù)設(shè)的物相特征表進行比對，得到待測物相的具體成分。光譜分析儀能夠高效、準(zhǔn)確地對樣品進行檢測，因而廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程控制、醫(yī)藥研發(fā)等領(lǐng)域。

2、在光譜分析中，不同氣體和元素成分對吸收和激發(fā)的需求各異，在檢測氣體組成成分時需要特定的光程來確保檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性，光程的差異直接影響到檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性，因此在光譜分析中，根據(jù)不同氣體和元素成分的特性和濃度調(diào)整光程顯得尤為重要。但是，現(xiàn)有光譜分析儀多為固定光程及光路設(shè)計，這導(dǎo)致光譜分析儀在復(fù)雜物相分析中，對不同氣體和元素成分的測定不到位，特別是在多種氣體混合時，單一光程的光譜分析儀難以檢測混合氣體的組分。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種光譜物相分析裝置及利用光譜進行物相分析的方法，其目的是增加光譜物相分析裝置內(nèi)光程的多樣性，進而能夠在雙光程甚至多光程的情況下檢測氣體樣本，進而提高對氣體樣本的檢測準(zhǔn)確性。

2、第一方面，本技術(shù)提供的一種光譜物相分析裝置采用如下的技術(shù)方案：

3、一種光譜物相分析裝置，包括儲氣箱，用于容納氣體樣品；主光源和副光源，所述主光源和副光源設(shè)置在所述儲氣箱內(nèi)，并且所述主光源和副光源均用于發(fā)出光束；二向色鏡，所述二向色鏡設(shè)置在所述儲氣箱內(nèi)，并且所述主光源和所述副光源發(fā)出的光束分別照射在所述二向色鏡相對兩側(cè)，所述二向色鏡用于反射所述主光源發(fā)出的光束，所述副光源發(fā)出的光束穿透所述二向色鏡，并且所述主光源發(fā)出的光束與所述副光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述二向色鏡后光軸重合；若干反射鏡，若干所述反射鏡均設(shè)置在所述儲氣箱內(nèi)，并且若干所述反射鏡均用于反射所述主光源和所述副光源發(fā)出的光束；接收器，所述接收器設(shè)置在所述儲氣箱上，并且所述接收器用于接收所述主光源和所述副光源發(fā)出的光束；數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元與所述接收器電性連接，所述數(shù)據(jù)采集單元用于采集所述接收器獲得的光譜數(shù)據(jù)，并對光譜數(shù)據(jù)進行分析。

4、通過采用上述技術(shù)方案，首先，儲氣室用于儲存樣本氣體，而儲氣室內(nèi)設(shè)置有主光源、副光源、接收器和若干反射鏡，若干反射鏡的設(shè)置，使得主光源和副光源發(fā)出的光束在經(jīng)過若干次反射后能夠被接收器接收，此時接收器能夠獲取儲氣室內(nèi)樣本氣體的光譜數(shù)據(jù)，并且接收器會將光譜數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)采集單元中，數(shù)據(jù)采集單元會將采集的光譜數(shù)據(jù)進行分析比對，這就能夠確定樣本氣體的組分和濃度。其次，由于主光源、副光源和二向色鏡的配合設(shè)置，使得主光源與副光源的光軸能夠重合，進而使得接收器能夠接收兩種不同光程的光束，進而使得接收器能夠獲取兩種不同光程下的氣體樣本的光譜數(shù)據(jù)，這就能夠增加對氣體樣本內(nèi)不同組分的檢測精度和靈敏度。

5、因此，本技術(shù)的光譜物相分析裝置能夠進行雙光程氣體樣本檢測，能夠在兩種不同光程下對氣體樣本進行檢測，這就能夠提高檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度。

6、可選的，所述主光源、副光源和接收器均與所述儲氣箱對應(yīng)的內(nèi)壁之間設(shè)置有光束調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述光束調(diào)節(jié)機構(gòu)包括角度調(diào)節(jié)件和豎直驅(qū)動件，所述角度調(diào)節(jié)件用于驅(qū)動對應(yīng)的所述主光源或副光源或接收器轉(zhuǎn)動，所述豎直驅(qū)動件用于調(diào)節(jié)對應(yīng)的所述主光源或副光源或接收器沿直線方向移動。

7、通過采用上述技術(shù)方案，光束調(diào)節(jié)機構(gòu)通過角度調(diào)節(jié)件的設(shè)置，便于調(diào)節(jié)主光源或副光源或接收器的傾斜角度，進而能夠改變主光源和副光源發(fā)出的光束的傾角的調(diào)節(jié)，還能夠改變接收器的傾斜角度，確保接收器能夠接收到光束。光束調(diào)節(jié)機構(gòu)通過豎直調(diào)節(jié)件的設(shè)置，能夠?qū)χ鞴庠?、副光源和接收器的位置進行調(diào)節(jié)。本技術(shù)引入光束調(diào)節(jié)機構(gòu)，增強了裝置對光束方向和位置的調(diào)節(jié)能力，提高了光譜分析的靈活性和精確度。

8、可選的，所述儲氣箱包括第一箱體與第二箱體，所述第一箱體的開口與所述第二箱體的開口正對設(shè)置，并且所述第一箱體與所述第二箱體連通，所述第一箱體與所述第二箱體之間形成有儲氣室；所以第一箱體與所述第二箱體之間設(shè)置有用于驅(qū)動所述第一箱體與所述第二箱體相向運動或背向運動的調(diào)節(jié)驅(qū)動件，并且當(dāng)所述第一箱體與所述第二箱體相向運動或背向運動時，所述儲氣室封閉；若干所述光束調(diào)節(jié)機構(gòu)分別設(shè)置在所述第一箱體朝向所述第二箱體的內(nèi)側(cè)壁上以及所述第二箱體朝向所述第一箱體的內(nèi)側(cè)壁上。

9、通過采用上述技術(shù)方案，通過對儲氣箱的結(jié)構(gòu)設(shè)置，通過調(diào)節(jié)驅(qū)動件驅(qū)動第一箱體與第二箱體運動，這就能夠改變儲氣箱的長度，進而改變儲氣箱相對兩內(nèi)側(cè)壁之間的長度，這就能夠?qū)崿F(xiàn)光程的調(diào)節(jié)。這樣的設(shè)置，增加了本技術(shù)光譜物相分析裝置所能夠調(diào)節(jié)的光程的多樣性，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)光程的線性調(diào)節(jié)，這種設(shè)計為氣體樣本的光譜分析提供了不同光程條件下的數(shù)據(jù)，光譜分析精確度。

10、可選的，所述第一箱體與所述第二箱體插接配合，所述第一箱體與所述第二箱體內(nèi)側(cè)壁滑動連接。

11、通過采用上述技術(shù)方案，第一箱體與第二箱體的插接配合和滑動連接，在確保第一箱體與第二箱體之間距離可調(diào)的情況下，第一箱體與第二箱體之間的儲氣室能夠一直處于封閉狀態(tài)。這就能夠滿足儲氣箱的要求。

12、可選的，所述第一箱體與所述第二箱體之間設(shè)置有伸縮管，所述伸縮管兩端分別與所述第一箱體以及所述第二箱體連接，并且所述伸縮管一端與所述第一箱體的開口連通，另一端與所述第二箱體的開口連通。

13、通過采用上述技術(shù)方案，在第一箱體與第二箱體之間設(shè)置伸縮管，伸縮管的設(shè)置確定第一箱體與第二箱體之間的距離可調(diào)，同時確保第一箱體與第二箱體之間的儲氣室能夠一直處于封閉狀態(tài)。這就能夠滿足儲氣箱的要求。

14、可選的，所述儲氣箱相對兩側(cè)壁上均開設(shè)有若干模塊插口，所述模塊插口貫穿所述儲氣箱對應(yīng)側(cè)壁，若干所述模塊插口沿所述豎直驅(qū)動件的驅(qū)動方向依次間隔設(shè)置；所述儲氣箱上設(shè)置有若干安裝模塊，所述安裝模塊與所述模塊插口一一對應(yīng)設(shè)置，所述安裝模塊與對應(yīng)的所述模塊插口插接配合，并且所述安裝模塊封閉對應(yīng)的所述模塊插口；存在若干所述安裝模塊與所述主光源、副光源、接收器以及若干反射鏡一一對應(yīng)設(shè)置，所述主光源、副光源、接收器以及若干反射鏡均設(shè)置在對應(yīng)的所述安裝模塊上，并且所述二向色鏡與所述副光源設(shè)置在同一所述安裝模塊上；所述主光源、副光源和接收器均與對應(yīng)的所述安裝模塊之間設(shè)置有所述光束調(diào)節(jié)機構(gòu)。

15、通過采用上述技術(shù)方案，通過安裝模塊與模塊插口的設(shè)置，使得儲氣箱相對兩側(cè)能夠自由安裝安裝模塊，由于主光源、副光源、二向色鏡、接收器以及若干反射鏡均安裝至對應(yīng)的安裝模塊上，所以通過拆裝安裝模塊，這就便于各個部件的更換與維護。由于安裝模塊便于拆裝，這就便于更換主光源、副光源、接收器以及反射鏡的位置，這就能夠?qū)崿F(xiàn)光程的調(diào)節(jié)；還能夠?qū)崿F(xiàn)安裝有反射鏡的安裝模塊和沒有安裝反射鏡的模塊的更換，這就便于自由改變儲氣箱內(nèi)反射鏡的數(shù)量，進而能夠改變儲氣箱內(nèi)光束的反射次數(shù)，進而實現(xiàn)對光程的調(diào)節(jié)。這樣的設(shè)置，能夠增加光譜物相分析裝置內(nèi)光程的可調(diào)范圍，進而能夠獲取氣體樣本的在更多光程下的光譜數(shù)據(jù)，提高對氣體樣本內(nèi)不同組分的檢測精度和靈敏度。

16、可選的，所述安裝模塊上設(shè)置有安裝座，所述安裝座與對應(yīng)的所述安裝模塊之間設(shè)置有所述光束調(diào)節(jié)機構(gòu)；所述主光源、副光源、接收器以及若干反射鏡均與對應(yīng)的所述安裝座可拆卸連接。

17、通過采用上述技術(shù)方案，安裝座的設(shè)置便于安裝模塊與對應(yīng)的主光源或副光源或接收器或反射鏡的連接，同時使得安裝模塊能夠通用。并且，安裝座與對應(yīng)的安裝模塊之間均設(shè)置光束調(diào)節(jié)機構(gòu)，這就使得反射鏡的傾斜角度也可調(diào)，這就能夠便于將主光源和副光源的發(fā)出的光束投射至接收器上。

18、第二方面，本技術(shù)提供的一種利用光譜進行物相分析的方法采用如下的技術(shù)方案：一種利用光譜進行物相分析的方法，利用上述光譜物相分析裝置進行光譜分析，包括以下步驟：

19、s1、準(zhǔn)備多種不同組分不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣本，采用光譜物相分析裝置采集各標(biāo)準(zhǔn)氣體樣本在多種光程下的光譜數(shù)據(jù)；

20、s2、分析樣本數(shù)據(jù)集獲得各標(biāo)準(zhǔn)氣體樣本的吸光度、波數(shù)和光程長度的三維圖譜，構(gòu)建樣本數(shù)據(jù)集的三維圖譜庫；

21、s3、采用三維圖譜庫訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，得到混合氣體檢測模型；

22、s4、采用光譜物相分析裝置采集待測氣體樣本在多種光程下的光譜數(shù)據(jù)，并構(gòu)建待檢測氣體樣本的三維圖譜；

23、s5、將待檢測氣體樣本的三維圖譜輸入混合氣體檢測模型中，即對待檢測氣體樣本進行定性和/或定量檢測。

24、通過采用上述技術(shù)方案，該方法通過采集不同光程下的光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維圖譜庫，并訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，實現(xiàn)了對混合氣體樣本的高效分析。這種方法利用了大量數(shù)據(jù)和先進的算法，提高了分析的速度和準(zhǔn)確性。

25、可選的，步驟s1中多種光程為連續(xù)變化光程。

26、通過采用上述技術(shù)方案，通過連續(xù)變化光程的采集方法，實現(xiàn)了對標(biāo)準(zhǔn)氣體樣本光譜數(shù)據(jù)的全面采集，為建立準(zhǔn)確的三維圖譜庫和混合氣體檢測模型提供了基礎(chǔ)。

27、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

28、1.本技術(shù)通過主光源和副光源的配合設(shè)置，使得光譜物相分析裝置能夠進行雙光程氣體樣本檢測，進而能夠在兩種不同光程下對氣體樣本進行檢測，這就能夠提高檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度。

29、2.本技術(shù)通過第一箱體、第二箱體、調(diào)節(jié)驅(qū)動件和光束調(diào)節(jié)機構(gòu)的配合設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)光程的調(diào)節(jié)，從而增加了本技術(shù)光譜物相分析裝置的光程的多樣性，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)光程的線性調(diào)節(jié)，這種設(shè)計為氣體樣本的光譜分析提供了不同光程條件下的數(shù)據(jù)，光譜分析精確度。

30、3.本技術(shù)通過安裝模塊和模塊插口的配合設(shè)置，能夠增加光譜物相分析裝置內(nèi)光程的可調(diào)范圍，進而能夠獲取氣體樣本的在更多光程下的光譜數(shù)據(jù)，提高對氣體樣本內(nèi)不同組分的檢測精度和靈敏度。