一种长波红外光谱仪的光谱定标方法技术

公开了一种长波红外光谱仪的光谱定标方法，包括：通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；其中，在第i温度值Ti下所述黑体的测试数据为S1,i，i＝1,…N，N为大于1的整数；将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；其中，在第i温度值下第二测试体的测试数据为S2,i；根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。本发明专利技术的方法，通过选用聚丙烯材料对长波红外光谱仪进行定标，具有单次定标精度高、定标材料稳定性好、定标成本低等优点。而且，通过采集多个温度下的测试数据进行定标，进一步提高了定标精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱定标领域，尤其涉及一种长波红外光谱仪的光谱定标方法。
技术介绍
光谱设备的定标是光谱设备定量化应用的一个重要环节，其主要包括光谱定标和辐射定标。其中，光谱定标是指测量光谱仪随入射波波长变化的响应，其主要目的是确定探测器不同光谱通道中心波长的位置以及光谱分辨率的大小。光谱定标是保证光谱仪真实有效的获得地物目标光谱的首要工作，是光谱仪定量化应用的关键。利用物质特征谱线对光谱仪进行定标是一种方便快捷的光谱定标方法。作为光谱定标的材料，首先应具有尖锐且较强烈的吸收峰，以避免定标材料的吸收峰被其他物质的光谱所掩盖，进而便于确定光谱位置。其次，定标材料应具备稳定的化学性质，以在较高温度、湿度、强光照射等恶劣条件下也能保持稳定，从而满足各种应用条件下的定标需求。鉴于此，本专利技术提出了一种对长波红外光谱仪的光谱定标方法，以满足长波红外光谱仪的定标需求。
技术实现思路
本专利技术提出了一种长波红外光谱仪的光谱定标方法，以实现定标需求。进一步的，本专利技术的定标方法简单、定标成本低，尤其适用于缺少定标设备、或不便进行多光源定标的外场环境仪器标定工作中。本专利技术的长波红外光谱仪的光谱定标方法，包括：S1、通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；其中，在第i温度值Ti下所述黑体的测试数据为S1,i，i＝1,…N，N为大于1的整数；S2、将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；其中，在第i温度值下第二测试体的测试数据为S2,i；S3、根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。优选的，所述光谱仪为干涉型长波红外光谱仪，所述测试数据具体为干涉数据。优选的，步骤S3包括：S31、对N个温度值下黑体的干涉数据进行傅里叶变换，以获取N个温度值下黑体的光谱数据；对N个温度值下第二测试体的干涉数据进行傅里叶变换，以获取N个温度值下第二测试体的光谱数据；其中，在第i温度下黑体的光谱数据为L1,i、在第i温度下第二测试体的光谱数据为L2,i；S32、在每一温度值下，对第二测试体以及黑体的光谱数据取差值，以获取聚丙烯薄膜的特征吸收峰的位置曲线，并且，根据所述位置曲线确定每一特征吸收峰的位置坐标；其中，在第i温度下第j个特征吸收峰的位置坐标为ri,j，j＝1,2,3；S33、对于每一特征吸收峰，计算其在N个温度下的位置坐标的平均值S34、根据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。优选的，步骤S34包括：根据第一个特征吸收峰的参考光谱位置ν1,0、以及第一、二个特征吸收峰的位置坐标的平均值确定第二个特征吸收峰的标定光谱位置；根据第一个特征吸收峰的参考光谱位置ν1,0、以及第一、三个特征吸收峰的位置坐标的平均值确定第三个特征吸收峰的标定光谱位置。优选的，根据公式2确定第二、三个特征吸收峰的标定光谱位置；式中，vk为第k个特征吸收峰的标定光谱位置，k为2或3。优选的，温度值Ti满足：30℃≤Ti≤100℃。优选的，所述黑体的辐射面尺寸为8cm×8cm，发射率为0.96，最高温度为100℃。优选的，N＝3，T1＝60°，T2＝70°，T3＝80°。在本专利技术的技术方案中，长波红外光谱仪的光谱定标方法主要包括：通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。本专利技术的方法，通过选用聚丙烯材料对长波红外光谱仪进行定标，具有单次定标精度高、定标材料稳定性好、定标成本低等优点。而且，通过采集多个温度下的测试数据进行定标，进一步提高了定标精度。附图说明通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本专利技术的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：图1是本专利技术实施例中的长波红外光谱仪的光谱定标方法流程图；图2是实施例中60℃时聚丙烯薄膜的特征吸收峰的位置曲线；图3是实施例中70℃时聚丙烯薄膜的特征吸收峰的位置曲线；图4是实施例中80℃时聚丙烯薄膜的特征吸收峰的位置曲线。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本专利技术及其应用或用法的限制。针对长波红外光谱仪的光谱定标需求，本专利技术提供了一种长波红外光谱仪的定标方法。本专利技术的定标方法具有单次定标精度高、定标材料稳定性好、定标成本低等优点。本专利技术的定标方法尤其适用于缺少定标设备、或不便进行多光源定标的外场环境仪器标定工作中。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。图1为本专利技术实施例中的长波红外光谱仪的光谱定标方法流程图。从图1可见，所述方法包括：步骤S1、通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；其中，在第i温度值Ti下所述黑体的测试数据为S1,i，i＝1,…N，N为大于1的整数。在本专利技术实施例中，所用的长波红外光谱仪的波长范围为8-11μm。在步骤S1中，我们首先启动待定标的长波红外光谱仪，并对所述光谱仪进行初始化设置。比如，设置光谱分辨率、设置积分时间等。然后，通过该光谱仪对处于不同温度值下的黑体进行测试，以获取测试数据。具体的，我们可以将待测黑体升温至第一温度值，待黑体温度稳定后，通过该光谱仪采集测试数据。然后，我们将待测黑体升温至第二温度，待黑体温度稳定后，通过该光谱仪采集测试数据。以此类推，我们将待测黑体升温至第N温度，待黑体温度稳定后，通过该光谱仪采集测试数据。在具体实施时，N、Ti的取值可根据实际需求进行确定。较佳的，温度值Ti满足：30℃≤Ti≤100℃。步骤S2、将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；其中，在第i温度值下第二测试体的测试数据为S2,i。在本实施例中，我们选用聚丙烯材料进行光谱定标。聚丙烯材料由于存在[CH2CH(CH3)]n化学键，因此其存在三个较强的特征吸收峰。并且，聚丙烯材料的性能稳定，不易受高温、强光等恶劣条件的影响。有鉴于此，本专利技术选用聚丙烯材料对长波红外光谱仪进行光谱定标。具体地，在步骤S2中，当黑体处于第一温度时，我们将聚丙烯薄膜包覆在黑体表面，并通过该光谱仪采集其在该温度下的测试数据。当黑体处于第二温度时，我们将聚丙烯薄膜包覆在黑体表面，并通过该光谱仪采集其在该温度下的测试数据。以此类推，当黑体处于第N温度时，我们将聚丙烯薄膜包覆在黑体表面，并通过该光谱仪采集其在该温度下的测试数据。在具体实施时，步骤S1、S2的顺序可以进行调整。比如，在第一温度下，我们可以先采集黑体的测试数据，再采集第二测试体的测试数据。或者，在第一温度下，我们可以先采集第二测试体的测试数据，再采集黑体的测试数据。步骤S3、根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。其中，根据长波红外光谱仪的类型不同，步骤S3的具体实施方式也不同。下面我们以干涉型长波红外光谱仪为例，对步骤S3进行详细说明。干涉型光谱仪，又称傅里叶变换式光谱仪，其定标原理如下：在干涉型光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长波红外光谱仪的光谱定标方法，其特征在于，所述方法包括：S1、通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；其中，在第i温度值Ti下所述黑体的测试数据为S1,i，i＝1,…N，N为大于1的整数；S2、将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；其中，在第i温度值下第二测试体的测试数据为S2,i；S3、根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。

【技术特征摘要】
1.一种长波红外光谱仪的光谱定标方法，其特征在于，所述方法包括：S1、通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；其中，在第i温度值Ti下所述黑体的测试数据为S1,i，i＝1,…N，N为大于1的整数；S2、将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；其中，在第i温度值下第二测试体的测试数据为S2,i；S3、根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱仪为干涉型长波红外光谱仪，所述测试数据具体为干涉数据。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：S31、对N个温度值下黑体的干涉数据进行傅里叶变换，以获取N个温度值下黑体的光谱数据；对N个温度值下第二测试体的干涉数据进行傅里叶变换，以获取N个温度值下第二测试体的光谱数据；其中，在第i温度下黑体的光谱数据为L1,i、在第i温度下第二测试体的光谱数据为L2,i；S32、在每一温度值下，对第二测试体以及黑体的光谱数据取差值，以获取聚丙烯薄膜的特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳，王广平，王淑华，徐文斌，张亚洲，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11