拉曼光谱检测设备制造技术

本实用新型专利技术提供了拉曼光谱检测设备，包括：光谱仪，被配置成收集样品在激发光的照射下产生的光信号并产生表示所述光信号的光谱数据；和数据处理器，该数据处理器被配置成：接收来自光谱仪的光谱数据，并确定光谱数据中表示所述光信号中的激发光成分的第一部分和表示所述光信号中的拉曼散射成分和荧光成分的第二部分；计算所述第一部分和所述第二部分中的每一个的表示光谱强度的幅值的第一参数和表示光谱强度的波动的第二参数；比较所述第一部分和所述第二部分的第一参数，并比较所述第一部分和所述第二部分的第二参数；以及基于比较结果确定所述样品是否为深色物质。

【技术实现步骤摘要】
拉曼光谱检测设备
本技术的实施例一般地涉及拉曼光谱检测领域，尤其涉及拉曼光谱检测设备和监控拉曼光谱检测设备的检测安全性的方法。
技术介绍
拉曼光谱分析技术是一种以拉曼散射效应为基础的非接触式光谱分析技术，它能对物质的成分进行定性、定量分析。拉曼光谱是一种分子振动光谱，它可以反映分子的指纹特征，可用于对物质的检测。拉曼光谱检测通过检测待测物对于激发光的拉曼散射效应所产生的拉曼光谱来检测和识别物质。拉曼光谱检测方法已经广泛应用于液体安检、珠宝检测、爆炸物检测、毒品检测、药品检测等领域。在拉曼光谱分析技术的应用领域，由于被检物千差万别，各种物质的物理特性会有不同，他们对于用于拉曼光谱分析技术的激光照射的热敏感性会有不同。由于拉曼光谱需要用高功率密度的激光作为激发光源，比如近红外的785nm激光有较强的热效应，在样品未知的情况下，贸然检测很可能会导致样品被激光烧蚀损伤，甚至有可能导致激光引燃或引爆一些易燃易爆化学品，造成人身财产的损失。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述和其它问题和缺陷中的至少一种，提出了本技术。根据本技术的一个方面，提出了一种监控拉曼光谱检测设备的检测安全性的方法，包括下述步骤：由激发光光源发射激发光并将该激发光引导至样品；收集样品在激发光的照射下产生的光信号并产生表示所述光信号的光谱数据；确定所述光谱数据中表示所述光信号中的激发光成分的第一部分和表示所述光信号中的拉曼散射成分和荧光成分的第二部分；计算所述第一部分和所述第二部分中的每一个的表示光谱强度的幅值的第一参数和表示光谱强度的波动的第二参数；比较所述第一部分和所述第二部分的第一参数，并比较所述第一部分和所述第二部分的第二参数；以及基于比较结果确定所述样品是否为深色物质。在一个实施例中，基于比较结果确定所述样品是否为深色物质的步骤包括：在所述第一部分的第一参数小于所述第二部分的第一参数且所述第一部分的第二参数大于所述第二部分的第二参数时，确定所述样品是深色物质；以及在所述第一部分的第一参数小于所述第二部分的均值且所述第一部分的第二参数小于所述第二部分的第二参数时，确定所述样品是透明液体。在一个实施例中，所述第一参数包括光谱强度的均值，所述第二参数包括光谱强度的标准差。在一个实施例中，采用下述公式计算均值和标准差：其中，u表示均值，σ表示标准差，Xi表示第i个光谱数据，n表示所述第一部分或所述第二部分的光谱数据的数量。在一个实施例中，所述第一部分表示拉曼位移在-10cm-1～10cm-1的范围内的光信号的光谱数据，所述第二部分表示拉曼位移在350cm-1～2000cm-1的范围内的光信号的光谱数据。在一个实施例中，该方法还包括：在确定所述样品为深色物质时，停止激发光向样品的照射。在一个实施例中，由激发光光源在预设时长内发射激发光以照射样品。在一个实施例中，拉曼光谱检测设备包括用于检测所述样品在所述激发光的照射下产生的光信号以生成被检测的样品的拉曼光谱的光谱仪，并且收集所述样品在所述激发光的照射下产生的光信号并产生表示所述光信号的光谱数据的步骤包括：采用所述光谱仪收集所述样品在所述激发光的照射下产生的光信号并产生所述光谱数据。在一个实施例中，来自所述样品的所述光信号中的激发光成分包括瑞利散射成分。根据本技术的另一方面，提供了一种拉曼光谱检测设备，包括：光谱仪，被配置成收集样品在激发光的照射下产生的光信号并产生表示所述光信号的光谱数据；和数据处理器，该数据处理器被配置成：接收来自光谱仪的光谱数据，并确定光谱数据中表示所述光信号中的激发光成分的第一部分和表示所述光信号中的拉曼散射成分和荧光成分的第二部分；计算所述第一部分和所述第二部分中的每一个的表示光谱强度的幅值的第一参数和表示光谱强度的波动的第二参数；比较所述第一部分和所述第二部分的第一参数，并比较所述第一部分和所述第二部分的第二参数；以及基于比较结果确定所述样品是否为深色物质。在一个实施例中，数据处理器被配置成：在所述第一部分的第一参数小于所述第二部分的第一参数且所述第一部分的第二参数大于所述第二部分的第二参数时，确定所述样品是深色物质；以及在所述第一部分的第一参数小于所述第二部分的第一参数且所述第一部分的第二参数小于所述第二部分的第二参数时，确定所述样品是透明液体。在一个实施例中，所述第一参数包括光谱强度的均值，所述第二参数包括光谱强度的标准差。在一个实施例中，数据处理器被配置成采用下述公式计算均值和标准差：其中，u表示均值，σ表示标准差，Xi表示第i个光谱数据，n表示所述第一部分或所述第二部分的光谱数据的数量。在一个实施例中，数据处理器被配置成：将所述光谱数据中对应于拉曼位移在-10cm-1～10cm-1的范围内的光信号的部分确定为所述第一部分，并将所述光谱数据中对应于拉曼位移在350cm-1～2000cm-1的范围内的光信号的部分确定为所述第二部分。在一个实施例中，拉曼光谱检测设备还包括：激发光光源，用于发射所述激发光；和控制器，该控制器被配臂成在数据处理器确定所述样品为深色物质时控制激发光光源以停止激发光向样品的照射。在一个实施例中，激发光光源被配置成在预设时长内发射所述激发光照射样品，并且光谱仪被配置成收集样品在激发光的照射下产生的光信号并产生用于由数据处理器确定所述样品是否为深色物质的光谱数据。在一个实施例中，所述预设时长在0.5毫秒至5毫秒的范围内。在一个实施例中，来自所述样品的所述光信号中的激发光成分包括瑞利散射成分。通过下文中参照附图对本技术所作的详细描述，本技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本技术有全面的理解。附图说明通过参考附图能够更加清楚地理解本技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本技术进行任何限制，在附图中：图1为示出根据本技术的一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备的布置的示意图；图2为示意性地示出根据本技术的一个示例性实施例的监控拉曼光谱检测设备的检测安全性的方法的流程图；以及图3为示出根据本技术的一个示例性实施例的对获得的光谱数据的划分的示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开内容的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。图1示意性地示出了根据本技术的一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备的布置。如图所示，拉曼光谱检测设备100包括：激发光光源10，用于发射激发光11；光学装置或组件20，用于将激发光11引导至样品1和收集来自样品1的光信号；光谱仪30，用于接收由光学装置或组件20收集的光信号，以生成样品1在激发光的照射下产生的光谱，所述光谱包括样品的拉曼光谱和荧光光谱，也包括未被滤除掉的被样品散射或反射的激发光的光谱(主要包括瑞利散射光)。作为示例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉曼光谱检测设备，其特征在于，该拉曼光谱检测设备包括：光谱仪，被配置成收集样品在激发光的照射下产生的光信号并产生表示所述光信号的光谱数据；和数据处理器，该数据处理器被配置成：接收来自光谱仪的光谱数据，并确定光谱数据中表示所述光信号中的激发光成分的第一部分和表示所述光信号中的拉曼散射成分和荧光成分的第二部分；计算所述第一部分和所述第二部分中的每一个的表示光谱强度的幅值的第一参数和表示光谱强度的波动的第二参数；比较所述第一部分和所述第二部分的第一参数，并比较所述第一部分和所述第二部分的第二参数；以及基于比较结果确定所述样品是否为深色物质。

【技术特征摘要】
1.一种拉曼光谱检测设备，其特征在于，该拉曼光谱检测设备包括：光谱仪，被配置成收集样品在激发光的照射下产生的光信号并产生表示所述光信号的光谱数据；和数据处理器，该数据处理器被配置成：接收来自光谱仪的光谱数据，并确定光谱数据中表示所述光信号中的激发光成分的第一部分和表示所述光信号中的拉曼散射成分和荧光成分的第二部分；计算所述第一部分和所述第二部分中的每一个的表示光谱强度的幅值的第一参数和表示光谱强度的波动的第二参数；比较所述第一部分和所述第二部分的第一参数，并比较所述第一部分和所述第二部分的第二参数；以及基于比较结果确定所述样品是否为深色物质。2.根据权利要求1所述的拉曼光谱检测设备，其特征在于，数据处理器被配置成：在所述第一部分的第一参数小于所述第二部分的第一参数且所述第一部分的第二参数大于所述第二部分的第二参数时，确定所述样品是深色物质；以及在所述第一部分的第一参数小于所述第二部分的第一参数且所述第一部分的第二参数小于所述第二部分的第二参数时，确定所述样品是透明液体。3.根据权利要求1或2所述的拉曼光谱检测设备，其特征在于，所述第一参数包括光谱强度的均值，所述第二参数包括光谱强度的标准差。4.根据权利要求3所述的拉曼光谱检测设备，其特征在于，数据处理器被配置成采用下述公式计算均值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红球，左佳倩，陈卓，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11