使用由光学光谱仪获得的参考量值使电特性传感器的输出标准化制造技术

本发明专利技术公开了一种使电特性传感器的输出标准化的方法(300)，其包含以下步骤：在数据处理器中将用所述电特性传感器获得的导电液体的电特性的测量量值(Cond

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用由光学光谱仪获得的参考量值使电特性传感器的输出标准化
[0001]本专利技术涉及使电特性传感器的输出标准化，尤其涉及在还包括光学光谱仪的分析器中采用的电导率传感器的输出。
[0002]已知提供不仅包含电特性传感器而且包含光谱仪的分析器。例如，US 5739034公开了一种采用电导率传感器和光谱仪来确定奶中的外来水的分析器。奶的含水量的变化导致奶的电导率的变化，使用电导率传感器监测其变化。例如，WO 2000039578公开了一种分析器，该分析器还包含电导率传感器和光谱仪，该电导率传感器和光谱仪被配置成一起使用以估计奶中的细胞计数。乳腺炎感染与奶中盐的含量的增加有关，这导致奶的电导率的增加。
[0003]通常希望使电导率传感器的输出标准化，至少是为了便于比较相同类型的不同传感器的传感器输出或相同传感器在不同时间的输出，并且也为了允许对来自不同传感器的数据使用相同的数学模型。
[0004]此类标准化目前通常通过将标准化材料，例如液体，引入到分析器中并且使用其电导率传感器测量该材料的电导率来进行。然后在数据处理器中将测量的电导率的量值与预期由材料产生并且存储以供数据处理器访问的参考量值进行比较。然后确定标准化因子，该标准化因子取决于参考量值和测量量值的比率。这可以后续应用于利用电导率传感器获得的未知样品材料的电导率的测量量值，以便从电导率传感器中获得标准化输出。
[0005]这种已知的标准化方法的问题在于，必须小心地控制标准化材料(液体)中引起其待测量的一种或多种电特性的成分的数量，以便确保不同批次的标准化材料表现出相同并且已知的其由传感器待测量的一种或多种电特性的参考量值，在上述情况下是其电导率。
[0006]根据本专利技术，提供了一种用于使电特性传感器的输出标准化的方法，其包含以下步骤：在数据处理器中将用电特性传感器获得的导电液体的电特性的测量量值与参考量值进行比较；以及在数据处理器中确定取决于参考量值与测量量值的比率的标准化因子；其中提供了计算参考量值的步骤，该步骤包含：由光谱仪获得由光与导电液体的相互作用产生的光谱数据，该光包含含有一个或多个紫外、可见和红外区域的至少一部分的波长带；以及在数据处理器中将数学模型应用于光谱数据以计算参考量值，该数学模型将光谱数据与电特性的量值链接起来。
[0007]这具有的优点是，因为导电液体的参考量值是根据从电特性标准化测量中采用的实际液体中获得的光谱数据来计算，所以在不同批次之间既不需要知道、也不需要精确地再现包含液体的成分的精确浓度。
[0008]后续在数据处理器中将如此确定的标准化因子应用于由电特性传感器获得的样品液体的电特性的测量量值，以便获得样品液体的电特性的标准化测量。
[0009]在一些实施例中，导电液体是“可消耗的液体”，例如清洁液体或调零液体(以已知的方式使用以为后续收集的样品光谱建立基线光谱)，该导电液体是在分析器中使用但不是待分析的样品的液体。这具有的优点是，不需要将额外的液体引入到分析器中并且该方法可以使用在其正常运行期间，例如在分析器的参考或
‘
调零
’
循环期间，获得的测量来进
行。
[0010]数学模型可以通过化学计量学分析或机器学习方法获得，诸如采用偏最小二乘法(PLS)回归的分析，或其它多元校正技术，诸如主成分分析(PCA)、多元线性回归(MLR)或人工神经网络(ANN)，应用于从一组具有待测量的(一种或多种)电特性的已知的量值的参考样品中获得的光谱数据，其值被选择为涵盖在标准化因子的生成中待测量的导电液体样品预期的值的范围。
[0011]通过参考以下参照附图对本专利技术的非限制性示范性实施例的各方面的描述，与本专利技术相关联的这些和其它优点将变得显而易见，其中：
[0012]图1绘示了根据本专利技术的分析器的示范性实施例的示意图；
[0013]图2绘示了用于图1的分析器中的电特性传感器的两个示范性实施例的示意图；
[0014]图3是绘示用于使电特性传感器的输出标准化的本专利技术方法的实施方案的流程图；
[0015]图4是绘示生成用于本专利技术方法的数学模型的方法的流程图；以及
[0016]图5是根据图4的方法生成的数学模型的结果的图示。
[0017]图1示意性地绘示了根据本专利技术的分析器1的示范性实施例。提供了光谱仪2，其可以是能够确定液体样品在感兴趣波长区域中的至少一个波带中的光衰减的任何已知类型。该感兴趣波长区域可以包含含有一个或多个紫外、可见和红外波长区域的全部或一部分的波长带。并且在下文中也将被称为
‘
光
’
。基于傅里叶变换(FT)干涉仪的仪器非常适合于用作光谱仪2，因为可以在一个过程中获得样品的感兴趣波长区域的全部或相关部分。当确定样品中的光衰减时，来自光源的光可以透射通过样品，并且其吸收光谱数据由FT干涉仪仪器收集。当然，FT干涉仪或实际上任何其它光谱仪，可以被配置成在本领域已知的反射或透反射或全内反射模式中操作。在以透射模式操作的类型中，液体样品通常含有在样品保持器中，诸如比色皿，其足够薄以允许光通过而没有完全衰减，但是其中仍然可以引入和去除样品。比色皿应该是由对所采用的光的波长透明的材料制成，并且当使用红外光，特别是中红外光时，可以由诸如金刚石或CaF2的材料制成。
[0018]用于确定样品的电特性的电特性传感器3也可以是能够确定液体样品的期望电特性的任何类型。在图2a和图2b中分别示出了电导率类型测量构件3a和3b的实例，作为这种类型的电特性传感器3的替代说明性示范性实施例。电感式和双电极电池类型电导率传感器是本领域已知的其它类型的电导率传感器的实例，并且可以在本专利技术中采用。
[0019]将确定的各个波带的光衰减值和样品的电特性值传输到数据处理器4。这些值被存储在存储构件5中，存储构件5通常还存储可由数据处理器4执行的计算机代码，然后使数据处理器4执行本专利技术的方法。
[0020]尽管不是必需的，但是本专利技术的各方面可以在诸如由通用数据处理器(例如，服务器计算机或个人计算机)执行的例行程序等计算机可执行指令或计算机代码的一般上下文中描述。相关领域的技术人员应当理解，本专利技术可以用其它通信、数据处理器或计算机系统配置来实践，包括：无线装置、因特网设备、手持装置(包括个人数字助理(PDA))、可佩带式计算机、所有形式的蜂窝或移动电话、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费性电子产品、网络PC、微型计算机、大型计算机等。实际上，本文中使用的术语“数据处理器”是指单独或组合的上述装置和系统中的任何一个。
[0021]虽然本专利技术的各方面，诸如某些功能，被描述为仅在单个数据处理器或存储构件上进行，但本专利技术也可以在功能或模块在不同处理装置之间共享的分布式环境中实践。不同处理装置通过诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)或因特网的通信网络链接起来。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储装置中。
[0022]本专利技术的各方面可以存储或分布在有形计算机可读介质上，包括磁性或光学地可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使电特性传感器的输出标准化的方法，其包含以下步骤：在数据处理器中将用所述电特性传感器获得的导电液体的电特性的测量量值(Cond
m
)与所述电特性的参考量值(Cond
r
)进行比较；在所述数据处理器中确定取决于所述电特性的所述参考量值(Cond
r
)与所述电特性的所述测量量值(Cond
m
)的比率的标准化因子(F)；以及在所述数据处理器中将所述标准化因子(F)应用于用所述电特性传感器获得的导电样品液体的所述电特性的后续测量量值(Cond
ms
)，以生成标准化电特性测量(Cond
std
)；其中提供了计算所述电特性的所述参考量值(Cond
r
)的步骤，其包含由光谱仪获得由包含含有一个或多个紫外、可见和红外区域的至少一部分的多个波长带的光与所述导电液体的相互作用产生的光谱数据；以及在所述数据处理器中将数学模型应用于所述光谱数据以计算所述电特性的所述参考量值(Cond

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：福斯分析仪器公司，
类型：发明
国别省市：