用于FTIR光谱的背景生成制造技术

描述了一种在光谱仪中自动生成背景测量的方法的实施例，所述实施例包含以下步骤：在所述光谱仪中收集多次候选扫描；针对所述多次候选扫描中的每一个确定所述候选扫描是否与与最近背景描述相关联的正交基组相关；将与所述正交基组相关的每次候选扫描保存为扫描缓存中的背景扫描；以及如果当前背景测量早于预选时间间隔，则从存储在所述扫描缓存中的多个背景扫描中生成新背景测量。背景扫描中生成新背景测量。背景扫描中生成新背景测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于FTIR光谱的背景生成
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年2月27日提交的美国临时专利申请序列第62/811,108号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开的方面一般涉及FTIR光谱领域，并且更具体地涉及自动生成用于与FTIR光谱仪一起使用的背景。

技术介绍

[0004]傅里叶变换红外(FTIR)干涉光谱仪广泛用于化合物的分析中。通过测量未知样品在红外光谱中各种波长下对红外辐射的吸收并将结果与已知标准进行比较，这些仪器相对于未知样品的化学组成生成有用信息。在典型的FTIR光谱仪中，来自红外发射源的红外辐射被收集，穿过干涉仪，穿过待分析的样品，并且被聚焦在红外探测器上。干涉仪可为迈克尔逊型干涉仪。
[0005]干涉仪系统与样品结合，调制入射在探测器上的红外辐射的强度，从而形成时变强度信号。探测器的功能是将此时变强度信号转换为对应的时变电流。所述电流进而转换为时变电压，所述电压呈现给模拟数字转换器，并且然后存储为一系列数字，以待在与光谱仪相关联的处理器中进行处理。
[0006]FTIR光谱仪可包括调节由仪器用于研究样品的分析辐射的移动反射镜元件。移动镜允许生成时域干涉图或轮廓图，当对其进行分析时，允许产生高分辨率频域光谱，这可与背景光谱或轮廓图进行比较。
[0007]在FTIR光谱中，样品和背景干涉图用快速傅立叶变换(FFT)进行处理，以将数据从相对于干涉仪零路径差的位置数据转换为频域数据。然后将每个波长的样品数据与相同波长的对应背景数据进行比值，以去除仪器的背景轮廓图。每个波长上的比率值阵列成为呈现给用户并用于产生分析结果的样品光谱。
[0008]当用户走到仪器前进行样品测量时，期望始终有一个可用的背景测量。由于当环境温度、湿度和其它条件发生变化时，仪器的背景轮廓图随时间略有变化，因此不建议长时间使用相同的背景测量，即使仪器上的任何设置均没有改变。背景轮廓图的这种漂移也使得难以识别在任何给定时间点仪器中何时不存在样品。
[0009]如本文所用，术语“背景轮廓图”(有时称为“仪器轮廓图”)通常指体现在当前仪器状态中的一个或多个条件，其可包括但不限于仪器内的环境温度/湿度；当前对仪器有效的设置，如所选的源和探测器以及干涉仪的冲程长度；安装在仪器中的任何附件；或仪器中存在的屏幕/过滤器。这些条件可通过用户交互而改变，或者只是随时间漂移，并且可或不可通过背景测量捕获。
[0010]如本文所用，术语“背景测量”(有时称为“背景”)通常指为捕获当前仪器轮廓图而采集的多个加涂层背景扫描。背景扫描通常是在没有样品的情况下采集的，并且在与样品
测量一起使用以生成样品频谱之前，通过FFT将加涂层背景扫描转换为频域。
[0011]期望提供一种自动提供背景测量以供FTIR光谱仪使用的方法，所述方法减少或克服现有已知过程中固有的困难中的一些或全部。鉴于以下公开和某些实施例的详细描述，特定目的和优点对于本领域技术人员，即在本
中具有知识或经验的技术人员将是显而易见的。

技术实现思路

[0012]描述了一种在光谱仪中自动生成背景测量的方法的实施例，所述方法包含以下步骤：在光谱仪中收集多次候选扫描；针对多次候选扫描中的每一个确定候选扫描是否与与最近背景描述相关联的正交基组相关；将与正交基组相关的每次候选扫描保存为扫描缓存中的背景扫描；以及如果当前背景早于预选时间间隔，则从存储在扫描缓存中的多个背景扫描中生成新背景测量。
[0013]在本专利技术的一些方面，背景描述包括仪器设置和/或干涉图峰值振幅。此外，在一些情况下，候选扫描是前向扫描。此外，在一些实施方式中，预选时间间隔在大约30分钟和大约60分钟之间，或者预选时间间隔包括确定两次新背景扫描之间的时间间隔。
[0014]在一些情况下，256次背景扫描保存扫描缓存中。此外，正交基组可包括可使用Gram
‑
Schmidt残差分析或主成分分析生成的10个向量的数字矩阵。在相同或替代实施方式中，使用前10次背景扫描生成10个向量的数字矩阵。此外，在一些情况下，当候选扫描的峰值振幅与最近背景测量的峰值振幅相关时，候选扫描与正交基组相关。
[0015]在一些实施方式中，所述方法还可包含以下步骤：当用户发起样品扫描时停止候选扫描的收集；如果背景测量早于预选时间间隔，则向用户显示消息；测量样品；创建并保存新样品描述；以及重新开始候选扫描的收集。
[0016]此外，在一些情况下，所述方法还可包含以下步骤：当用户发起背景扫描时停止候选扫描的收集；测量背景；创建并保存新背景描述；以及重新开始候选扫描的收集。
[0017]此外，在一些实施方式中，当在光谱仪中不存在样品时收集多次候选扫描。
[0018]还描述了光谱仪的实施例，其包含源，其被配置为生成红外辐射；干涉仪，其被配置为从红外辐射产生多次候选扫描；探测器，其被配置为收集多次候选扫描；以及控制器，其配置为执行以下步骤：针对多次候选扫描中的每一个确定候选扫描是否与与最近背景描述相关联的正交基组相关；将与正交基组相关的每个扫描保存为扫描缓存中的背景扫描；以及如果当前背景测量早于预选时间间隔，则从存储在扫描缓存中的多个背景扫描中生成新背景测量。
[0019]在一些实施方式中，预选时间间隔在大约30分钟和大约60分钟之间，或者预选时间间隔包括确定两次新背景扫描之间的时间间隔。此外，正交基组可包括10个向量的数字矩阵，并且在一些情况下，当候选扫描的峰值振幅与最近背景测量的峰值振幅相关时，候选扫描与正交基组相关。此外，在一些情况下，当在光谱仪中不存在样品时收集多次候选扫描。
[0020]根据某些实施例的以下详细公开内容和其图式并根据权利要求书，将进一步理解此处公开的这些和附加特征和优点。
附图说明
[0021]根据结合附图进行的说明性实施例的以下详细描述，将更全面地理解本专利技术的实施例的前述和其它特征和优点，在附图中：
[0022]图1是光谱仪的示意图。
[0023]图2是使用图1的光谱仪的自动扫描协议的实现的示例。
[0024]图3是使用图1的光谱仪的用户发起的样品扫描的实施方式的示例。
[0025]图4是使用图1的光谱仪的用户发起的背景扫描的实施方式的示例。
[0026]上文所提及的图不一定按比例绘制，应理解为提供特定实施例的表示，且本质上仅是概念性的且是说明所涉及的原理。为了便于解释和理解，附图中描绘的一些特征相对于其它特征已被放大或变形。附图中相同的参考数字用于各种替代实施例中所示的相似或相同的组件和特征。本文所公开的背景描述将具有部分地由预期应用和其使用环境确定的配置和组件。
具体实施方式
[0027]参考图1，普通FTIR光谱仪10包括红外(“IR”)源12、干涉仪14、样品室16和探测器18。源12可生成IR辐射20，其可被准直，然后由干涉仪14转换以生成辐射样品室16内的样品的调制信号22。含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在光谱仪中自动生成背景测量的方法，包含以下步骤：在所述光谱仪中收集多次候选扫描；针对所述多次候选扫描中的每一个确定所述候选扫描是否与与最近背景描述相关联的正交基组相关；将与所述正交基组相关的每次候选扫描保存为扫描缓存中的背景扫描；以及如果当前背景测量早于预选时间间隔，则从存储在所述扫描缓存中的多个背景扫描中生成新背景测量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述背景描述包括仪器设置。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述背景描述包括干涉图峰值振幅。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述候选扫描是前向扫描。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预选时间间隔在大约30分钟和大约60分钟之间。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预选时间间隔包括确定两次新背景扫描之间的时间间隔。7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述扫描缓存中保存256个背景扫描。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述正交基组包含10个向量的数字矩阵。9.根据权利要求8所述的方法，其中使用Gram
‑
Schmidt残差分析或主成分分析生成所述10个向量的数字矩阵。10.根据权利要求8所述的方法，其中使用前10次背景扫描生成所述10个向量的数字矩阵。11.根据权利要求1所述的方法，其中当所述候选扫描的峰值振幅与所述最近背景描述的峰值振幅相关时，所述候选扫描与所述正交基组相关。12.根据权利要求1所述的方法，其还包含：当用户发起样品扫描时停止候选扫描的所述收集；如果所述背...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：热电科学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：