拉曼光谱检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及拉曼光谱检测领域，尤其涉及一种利用拉曼光谱技术来对待测物进行 检测的方法。
【背景技术】
[0002] 拉曼光谱是一种分子振动光谱，它可W反映分子的指纹特征，可用于对物质的检 巧||。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。
[0003] 拉曼光谱检测方法在物质检测中遇到的一个问题是英光信号的干扰。分子的拉曼 散射截面远小于英光散射截面，因此当待测物质分子的英光比较强或者物质的包装英光信 号比较强时，拉曼光谱只占检测得到信号中很小的一部分。当测试得到的拉曼光谱较弱时， 一般可W通过延长曝光时间来获得较强的拉曼光谱，但出于对光谱仪的保护，每次测试得 到的拉曼光谱强度会有阔值限制，超过阔值限制时，测试的光谱将无法完整显示。因此，当 检测中英光干扰比较大时，测到的拉曼光谱会非常弱W至于无法对物质进行识别。
[0004] 目前，抑制英光干扰的主要方法是采用波长较长的英光效应小的激光器，比如 1064nm激光器，或者添加英光浑灭剂，也有采用增强拉曼技术。长波长激光器一般采集到 的拉曼光谱很弱，检测时间比较长，而且对拉曼活性比较低的物质，检测难度较大；英光浑 灭剂自身会带来很强的拉曼光谱，影响拉曼光谱数据的准确性；采用增强拉曼技术一般难 W解决包装物英光的影响。在实际检测中，英光比较强的物质或者包装物英光的干扰很常 见，因此，消除或者减少英光对拉曼光谱的检测研究对拓展拉曼光谱的应用范围具有重要 意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种拉曼光谱检测方法，其能够有效地避免英光对于待测物 的拉曼光谱信号的干扰W准确地对待测物进行检测和识别。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案通过W下方式来实现：
[0007] 本发明提供了一种拉曼光谱检测方法，包括W下步骤：
[0008] (a)连续地对待测物的拉曼光谱进行测量W采集多个拉曼光谱信号；
[0009] (b)对所述多个拉曼光谱信号进行叠加W形成叠加信号；
[0010] (C)从该叠加信号中滤除英光干扰信号；和
[0011] (d)基于已经滤除英光干扰信号的叠加信号对待测物进行识别。
[0012] 进一步地，所述步骤（C)可W包括：
[0013] (cl)获取该叠加信号的多个数值采样点，采样点的个数满足采样定律的要求；
[0014] (c2)基于该叠加信号的多个数值采样点通过迭代方式计算英光干扰信号；和
[0015] (c3)从该叠加信号中减去英光干扰信号。
[0016] 更进一步地，在所述步骤（c2)中，英光干扰信号可WW如下迭代方式计算：
[0017] 假定该叠加信号的数值采样点序列为{y。}，其中第i个数值采样点为y"(i)，经过 一次迭代计算得到序列为{y^}，序列中的第i个数值点为yw(i)，其中
[0018]
【主权项】
1. 一种拉曼光谱检测方法，包括以下步骤： (a) 连续地对待测物的拉曼光谱进行测量以采集多个拉曼光谱信号； (b) 对所述多个拉曼光谱信号进行叠加以形成叠加信号； (c) 从该叠加信号中滤除荧光干扰信号；和 (d) 基于已经滤除荧光干扰信号的叠加信号对待测物进行识别。
2. 根据权利要求1所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤（c)包括： (cl)获取该叠加信号的多个数值采样点，采样点的个数满足采样定律的要求； (c2)基于该叠加信号的多个数值采样点通过迭代方式计算荧光干扰信号；和 (c3)从该叠加信号中减去荧光干扰信号。
3. 根据权利要求2所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，在所述步骤（c2)中，荧光干 扰信号以如下迭代方式计算： 假定该叠加信号的数值采样点序列为{yn}，其中第i个数值采样点为yn(i)，经过一次 迭代计算得到序列为{yn+1}，序列{yn+1}中的第i个数值点为yn+1(i)，其中
其中m为正整数，上述迭代过程反复进行，每进行一次迭代，m的数值增加1，m的初始 值为1，上述迭代过程反复进行直至m值达到预定的阈值为止。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，在步骤（a)之 前，还包括： (aOO)对待测物的拉曼光谱进行预测量以采集单个拉曼光谱信号；和 (aOl)对采集到的单个拉曼光谱信号中的拉曼特征强度进行检测，如果拉曼特征强度 足以识别拉曼特征，则直接基于该单个拉曼光谱信号对待测物进行识别而不再执行后续步 骤；而如果拉曼特征强度不足以识别拉曼特征，则继续执行步骤（a)。
5. 根据权利要求4所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，在步骤（aOl)中，对拉曼特 征强度的检测通过在所述单个拉曼光谱信号中搜索拉曼特征峰来实现，如果能够搜索到拉 曼特征峰，则确定拉曼特征强度足以识别拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰，则确定拉 曼特征强度不足以识别拉曼特征。
6. 根据权利要求4所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，在步骤（aOl)中，对拉曼特 征强度的检测通过在所述单个拉曼光谱信号中搜索拉曼特征峰来实现，如果能够搜索到拉 曼特征峰且该拉曼特征峰的强度与所述拉曼光谱信号的平均强度之比大于预定的第一阈 值，则确定拉曼特征强度足以识别拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰或虽然能够搜索 到拉曼特征峰但拉曼特征峰的强度与所述拉曼光谱信号的平均强度之比不超过预定的第 一阈值，则确定拉曼特征强度不足以识别拉曼特征。
7. 根据权利要求1-3中任一项所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，在步骤（b)和 (c)之间，还包括： (bl)对所述叠加信号中的拉曼特征强度进行检测，如果拉曼特征强度足以识别拉曼特 征，则直接基于所述叠加信号对待测物进行识别而不再执行后续步骤；而如果拉曼特征强 度不足以识别拉曼特征，则继续执行步骤（c )。
8. 根据权利要求7所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，在步骤（bl)中，对拉曼特征 强度的检测通过在所述单个拉曼光谱信号中搜索拉曼特征峰来实现，如果能够搜索到拉曼 特征峰，则确定拉曼特征强度足以识别拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰，则确定拉曼 特征强度不足以识别拉曼特征。
9. 根据权利要求7所述的拉曼光谱检测方法，其特征在于，在步骤（bl)中，对拉曼特征 强度的检测通过在所述单个拉曼光谱信号中搜索拉曼特征峰来实现，如果能够搜索到拉曼 特征峰且该拉曼特征峰的强度与所述拉曼光谱信号的平均强度之比大于预定的第二阈值， 则确定拉曼特征强度足以识别拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰或虽然能够搜索到拉 曼特征峰但拉曼特征峰的强度与所述拉曼光谱信号的平均强度之比不超过预定的第二阈 值，则确定拉曼特征强度不足以识别拉曼特征。
【专利摘要】本发明公开了一种拉曼光谱检测方法，包括以下步骤：连续地对待测物的拉曼光谱进行测量以采集多个拉曼光谱信号；对所述多个拉曼光谱信号进行叠加以形成叠加信号；从该叠加信号中滤除荧光干扰信号；和基于已经滤除荧光干扰信号的叠加信号对待测物进行识别。借助于上述方法，能够通过从混有荧光信号和拉曼光谱信号的检测信号中去除荧光信号所导致的干扰来获得能够正确反映待测物自身的属性的拉曼光谱信号。这种方案可以准确获取待测物的拉曼特征光谱，从而有效地识别待测物。
【IPC分类】G01N21-65
【公开号】CN104749156
【申请号】CN201310740981
【发明人】赵自然, 张建红, 王红球, 王娓娓, 王志明, 易裕民
【申请人】同方威视技术股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】DE102014226454A1, US20150185076, WO2015096779A1