评定试样的一种方法和一种系统技术方案

本发明专利技术涉及一种把干涉信息与一试样的化学特性及／或物理特性关联对比的方针。本方针可用于一方法及一系统，并比以干涉光谱学为基础的现有技术拥有重大的技术和商业优势。本发明专利技术也提供一种标准化一干涉仪的方法，以及使用所述标准干涉仪的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用干涉测量法的光谱技术评定一试样或一样本至少一个化学特性及/或物理特性的一种方法和一种系统。
技术介绍
以调整技术为基础的光谱技术已有几年历史，其中一种由迈克尔逊在1891年所创(A.A.Michelson，Phil.Mag.(5)，31，256，1891)，一般被称为“迈克尔逊干涉仪”。迈克尔逊干涉仪现广泛应用于多个商业光谱仪器的红外线量度(ABB-Bomem Inc.USA，PerkinElmer Inc.USA，Thermo Nicolet USA，FossAnalytical Denmark)。迈克尔逊干涉仪的操作原理为，把一光线一分为二并在其产生光程差后重新合并，令被检测的光线形成干涉。另一种以光线干涉为基础的光谱方法是法布里-珀罗，其传送的光线经过两面部份反光的镜子，镜子之间的距离转变时即产生干涉。其它光谱技术如核磁共振(NMR)使用类似的干涉数据方法，一般被形容为使用傅里叶变换，把时域及/或位置域内观察所得的信息变换为频率域或波长域的信息(例如“无感生衰减”数据变换为傅里叶变换-核磁共振的移频)。为了重新建立光谱信息，使用傅里叶变换把干涉信息(干涉图)进行数字转换。因此，以干涉技术为基础的光谱方法常被称为傅里叶变换光谱学(简称FT)。干涉光谱学一般比其它光谱技术如单色仪、棱晶、过滤器或磁力清扫机拥有较多优点。以傅里叶变换光谱学为基础的分光测光仪已几乎取代所有现有技术的仪器。傅里叶变换光谱学最优胜的地方在于波长稳定、扫描速度高、光谱分辨率高、只需单一检测器及光谱灵敏度稳定。在由John Wiley & Sons于1986年出版的“傅里叶变换红外光谱测定法”(ISBN 0-471-09902-3)里，P R Griffiths及J A de Haseth详细介绍了傅里叶变换红外光谱学。傅里叶变换光谱学分光测光仪主要纪录用于试样的质量的及/或数量的分析的光谱信息。这些光谱分析方法已沿用多年，乃丰富经验的结晶，而且自傅里叶变换光谱学及个人计算机更为普及后，它们亦被应用于传统方法。新技术的出现发展出新的应用及新方法，如多变标定。由于光谱方法的灵活性及速度什佳，因此其工业应用大幅增加。现代生产技术及计算机对提高傅里叶变换光谱学的应用很重要，因为这些仪器的机械及电子设计及构造非常复杂，需要高度的准确性，有时更需要特殊物质。要把“抽象”的干涉信息计量地密集变换为光谱学家赖以进行分析的“有形”的光谱信息，必须有计算机辅助。为了充份使用光谱信息，亦必须依靠计算机方能使用所需的复杂多变标定模式。干涉测量法技术的很多固有特性使它可以标准化仪器。例如迈克尔逊干涉仪，波长一般由在已知及稳定的波长下运作的单一激光器(例如氦氖激光器)介定。由于激光器的特性能非常准确地判别出来，因此干涉仪的波长信息非常准确及稳定。另一方面，使用单一检测器能达至相对简单稳定的强度标准化，因此以傅里叶变换光谱学为基础的分光测光仪得出的信息相对容易标准化。标准化可以将在一件仪器上获得的信息与另一件仪器上获得的信息联系对比。因此，光谱可轻易在地点/仪器之间转移，但同样有趣的是，预示模型可从一仪器推展出来，并应用于另一仪器得出的结果上。这特征一般被称为标定转移。Y. Wang、D.J.Veltkamp及B.R.Kowalski(“Multivariate Instrument Standardization”Anal.Chem.，63(23)，pp2750-2756，1991)以及T.B.Blank、S.T.Sum、S.D.Brown及S.L.Monfre(″Transfer of Near-Infrared Multivariate Calibrations without Standards″，Anal.Chem.，68(17)，2987-2995，1996)也有光谱仪器标准化的方法的描述。标定转移显然备受关注，因要得出目标部分参考值准确并已知的参考试样往往很难且十分昂贵。因此，制造一个标定就可能需要大量工作，并要得出准确的参考值及/或使用大量试样，并标定模型中多个干涉影响的变化也要顾及，标定则可在影响较小或不影响表现的情况下转换到另一仪器。此处对仪器制造商的好处十分明显，因仪器在生产后即可量度任何一个已有的特征，并当新标定出现后，其可使用信息交换传至现有仪器。多个光谱光度测量技术，包括傅里叶变换光谱学分光测光仪，的一个缺点为其相对高的机械复杂性和体积。现时光谱学中干涉仪的应用也有此特征。对光谱分辨率的要求令其体积较大，并决定仪器的大小。这一般不是问题，因分光测光仪通常应用在实验室中，而工业上对可用于较恶劣的工业环境的较粗糙的仪器的需求则不易满足。傅里叶变换光谱学分光测光仪和其它光谱光度测量技术的一个拥有很大的理论优势的特征为，所有光谱元素的信息可同时量度，每个元素的相对重量在干涉图中每点都不同。因此，干涉图中每点信息(数据点)包含所有光谱元素的信息，但其于某一数据点的组合相对于干涉图中其它数据点为独一的(假设使用的是单面干涉图)，故量度几个数据点即可得出光谱数据的信息。“数据点”一词表示量度的并不是整个干涉图，而只是特定元素，故明显的是，光谱信息与特定光谱数据点或光谱元素相关，而不是连续的光谱信息(即所有光谱信息)。即是，干涉测量法得出某一光谱数据点的信息是以干涉图的所有数据点的加权信息为基础的。评定一试样的化学特性或物理特性的传统方法都以一、二或几个特定波长的信息为基础(如在一特定波长下的吸收/传送或射出的光)。这部分是因为分析单一变值关联很容易，部分是因为进行复杂人手计算很困难。个人计算机的出现使多变标定方法进行评定的应用更为普遍，并可对更复杂的问题进行评定，如光谱干涉、重迭光谱特征、非线性或关联对比。多变标定如MLR、PLS、PCA/PCR及ANN等的应用令这些较为复杂的评定得以进行。一般而言，这些方法使用多个光谱元素所得的信息，以决定及/或补偿复杂的光谱信息的协变性或影响。理想为，所需的光谱数据点数目为大于或等于仪器中变化或影响的源头的数目。通常较佳为由较多光谱元素，遇上复杂的干涉，有时用上100个或甚至1,000个或以上光谱元素以评定仅一个化学特性或物理特性。选用的光谱数据点数目十分取决于塑造模型的仪器、应用和技术。这些光谱学标定技术的应用建基于理论光谱学。为解算光谱重迭特征及使用在吸收最高值时录得的较为稳定的读数的好处，使用的仪器的光谱分辨率特性十分重要。对于光谱分辨率，著眼的是“尼奎斯特稳定度准则”，其假设取样频率需高至每个相关最高频率的循环中就要纪录最少两个数据点(对于光谱分辨率，频率与一光谱特征的形状有关，如吸收或放射的上升线的阔度及/或斜度)。光谱学中这可说成是，量度需要容许两个有关点之间最短的光谱距离(如最窄的峰端的阔度或阔度的一半)以最少两个数据点表达。迈克尔逊干涉仪中，光谱频率的数据点间的距离取决于两条光线的距离的最高差别，并以以下方程计算Δv＝Δmax-1，其中Δv代表两光谱数据点之间的最小差别，Δmax代表两条光线行走的距离的最大差别。在傅里叶变换红外线光谱学中，光谱数据一般与单位为1/cm或cm-1的频率相对表达，并称为波数(v)，但其它范畴或会用其它表达方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评定一试样至少一个化学特性或物理特性的方法，其包括以下步骤：　　　　设立调整装置，所述调整装置包括一干涉仪，其使用一固态致动器，所述干涉仪的至少一个光学部件的移动形成光程差；　　　　所述干涉仪调整所述试样射出的光线，所述光线已与所述试样相互作用及／或射到所述试样；　　　　使用至少一个检测器，在近红外光谱区及／或红外光谱区内检测经调整的光线或一由所述经调整的光线衍生的特性；　　　　把所得信息与所述至少一个化学特性或物理特性联系比对。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：波库昂费达盛，汉斯拉森，
申请(专利权)人：克莫麦特公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]