一种拉曼光谱修正系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及拉曼光谱分析领域，尤其涉及一种拉曼光谱修正系统及方法。
【背景技术】
[0002]拉曼光谱是被测物质本身的特性，实现对物质的无损检测。但实际上，不同的环境会引起不同的检测特性，经研究发现，温度压强光照都会极大影响拉曼光谱检测，但是现阶段没有比较好的处理方式，因为引起此现象原因有时候不是光谱仪本身的问题，不同的环境物质会产生不同形变，所以必须对于不同的环境有相应的调节方式，才能更加准确的测量物质光谱信息。现有技术中存在多种对拉曼光谱的校正技术，如一种现有技术公开了一种可自校正的全分布式光纤拉曼温度传感器，在传感光纤末端连接一个由3dB親合器和自动偏振控制器构成的光纤环镜；调整光纤环镜的反射率，使前向传输的光在传感光纤末端发生全反射，从而获得正反两束具有相同中心波长的反斯托克斯光信号。测量反斯托克斯光信号的光强可实现对温度的测量;通过对正反两束反斯托克斯光信号进行相乘运算处理，可对光纤自身由于吸收、弯曲、应变等带来的损耗进行自校正。但该技术只是针对温度单一条件进行自校正。
[0003]又如另一种现有技术公开了一种带定位功能的拉曼光谱仪，包括拉曼激光光源、拉曼探头、分光系统、光电探测模块、主控单元以及定位模块，具有高精度、高分辨率的拉曼光谱探测能力;拉曼探头的激光输入端与拉曼激光光源连接，拉曼探头的激光输出端与分光系统连接;分光系统输出的光信号经光电探测模块进入到主控单元中；主控单元对光电探测模块采集到的拉曼信号进行处理，将采集到的拉曼数据与数据库中的拉曼数据进行对比，分析探测结果。但该技术只是在拉曼光谱仪设计中集成定位技术。
[0004]即上述现有技术对拉曼光谱的校正功能单一，不能实现多方面的校正。
【发明内容】
[0005]本发明旨在解决上面描述的问题，提供能够对拉曼光谱进行自动修正的系统及方法。
[0006]根据本发明的第一方面，提供一种拉曼光谱修正系统，包括:拉曼单元、信号处理器、气压传感器及温湿度传感器；
[0007]所述气压传感器用于检测当前气压及海拔值，并将气压/海拔值发送至所述信号处理器；
[0008]所述温湿度传感器用于检测当前温度及湿度值，并将温湿度值发送至所述信号处理器；
[0009]所述信号处理器用于根据接收的气压值及温湿度值对拉曼单元检测的被测物质的拉曼光谱进行修正。
[0010]进一步地，所述系统还包括至少一个卫星定位模块及云数据库；
[0011]所述卫星定位模块，用于对被检测物质进行地理位置定位，并将定位的地理位置发送至所述信号处理器；
[0012]所述云数据库，用于存储各地理位置对应的拉曼光谱修正表；
[0013]所述根据接收的气压/海拔值及温湿度值对拉曼单元检测的拉曼光谱进行修正是指:信号处理器根据接收的地理位置查找所述云数据库存储的该地理位置对应的拉曼光谱修正表，根据所述气压/海拔值、温湿度值查找对应的修正值，利用所述修正值对拉曼单元检测的拉曼光谱进行修正。
[0014]进一步地，所述系统还包括至少一个可见光传感器，用于对当前背景光进行检测，并将检测的荧光强度C2周期性地发送至所述信号处理器；
[0015]所述信号处理器还用于设置光强度阈值K，以及接收拉曼单元检测的拉曼信号强度Cl与可见光传感器检测的荧光强度C2;当C2—Cl > K时，用C2—Cl替代拉曼单元检测的拉曼信号强度，对拉曼光谱进行修正。
[0016]进一步地，所述信号传感器还用于当接收的气压/海拔值、温湿度值在所述拉曼光谱修正表中没有对应修正值时，采用多项式拟合方法对修正表中的值进行拟合得到当前气压/海拔值、温湿度对应的修正值。
[0017]进一步地，所述系统还包括光谱数据库、显示设备；
[0018]所述光谱数据库，用于存储光谱图及对应物质信息；
[0019]所述信号处理器，还用于完成对拉曼光谱的修正后向所述光谱数据库查询修正后的拉曼光谱所符合的光谱图及对应物质信息，并将查询结果发送至所述显示设备显示。
[0020]根据本发明的另一方面，提供一种拉曼光谱修正系统，包括:拉曼单元、信号处理器及至少一个可见光传感器；
[0021]所述可见光传感器，用于对当前背景光进行检测，并将检测的荧光强度C2发送至所述信号处理器；
[0022]所述信号处理器设置光强度采集阈值K，以及接收拉曼单元检测的拉曼信号强度Cl与可见光传感器检测的荧光强度C2;当C2—Cl 时，用C2—Cl替代拉曼单元检测的拉曼信号强度，对拉曼光谱进行修正。
[0023]本发明还提供一种拉曼光谱修正方法，包括:
[0024]气压传感器对当前气压/海拔值进行检测并将气压/海拔值发送至信号处理器；
[0025]温湿度传感器检测当前温度及湿度值，并将温湿度值发送至所述信号处理器；
[0026]所述信号处理器根据接收的气压/海拔值及温湿度值对拉曼单元检测的被测物质的拉曼光谱进行修正。
[0027]进一步地，所述方法还包括，卫星定位模块对被检测物质进行地理位置定位，并将定位的地理位置发送至所述信号处理器；
[0028]云数据库存储各地理位置对应的拉曼光谱修正表；
[0029]所述根据接收的气压/海拔值及温湿度值对拉曼单元检测的拉曼光谱进行修正是指:信号处理器根据接收的地理位置查找所述云数据库存储的该地理位置对应的拉曼光谱修正表，根据所述气压/海拔值、温湿度值查找对应的修正值，利用所述修正值对拉曼单元检测的拉曼光谱进行修正。
[0030]进一步地，所述方法还包括:
[0031]可见光传感器对当前背景光进行检测，并将检测的荧光强度C2周期性地发送至所述信号处理器；
[0032]所述信号处理器设置光强度阈值K，以及接收拉曼单元检测的拉曼信号强度Cl与可见光传感器检测的荧光强度C2;当C2—Cl 时，用C2—Cl替代拉曼单元检测的拉曼信号强度，对拉曼光谱进行修正。
[0033]进一步地，所述方法还包括:
[0034]当接收的气压/海拔值、温湿度值在所述拉曼光谱修正表中没有对应修正值时，所述信号传感器采用多项式拟合方法对修正表中的值进行拟合得到当前气压/海拔值、温湿度对应的修正值。
[0035]进一步地，所述方法还包括:
[0036]光谱数据库存储光谱图及对应物质信息；
[0037]所述信号处理器完成对拉曼光谱的修正后向所述光谱数据库查询修正后的拉曼光谱所符合的光谱图及对应物质信息，并将查询结果发送至所述显示设备显示。
[0038]本发明还提供一种拉曼光谱修正方法，包括:
[0039]可见光传感器对当前背景光进行检测，并将检测的荧光强度C2发送至信号处理器；
[0040]所述信号处理器设置光强度采集阈值K，以及接收拉曼单元检测的拉曼信号强度Cl与可见光传感器检测的荧光强度C2;当C2—Cl 时，用C2—Cl替代拉曼单元检测的光强度，对拉曼光谱进行修正。
[0041]本发明方案通过气压传感器及温湿度传感器检测的当前气压/海拔值及温湿度值，去对照拉曼修正表查找相应温湿度及气压的下的拉曼偏移校正值，从而起到对物质拉曼光谱自动校正的作用。还能通过可见光传感器对背景光强度进行检测，从而去除拉曼光谱中的背景光荧光值进一步实现校正。
[0042]参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
【附图说明】
[0043]并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1示例性地示出了本发明拉曼光谱修正系统的结构图；
[0045]图2示例性地示出了本发明拉曼修正表；
[0046]图3示例性地示出了本发明拉曼光谱修正的流程图。
【具体实施方式】
[0047]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0048]本发明中应用了多个传感器实现拉曼光谱仪的自修正功能，通过卫星定位模块返回采集的地理信息，由云数据库包含这些地理信息对气压/海拔值、温湿度的一些对应信息，交给信号处理器进行匹配对应，给出一个真实的系统校准值，通过此校准值对光谱的拉曼偏移进行系统校正。
[0049]实施例一
[0050]本实施例提供一种拉曼光谱修正系统，如图1所示，该系统包括拉曼单元、信号处理器、气压传感器、温度传感器、至少I个可见光传感器、至少I个卫星定位模块、光谱数据库、云数据库;其中:
[0051]卫星定位模块用于定位设备的地理位置，并将地理位置返回给信号处理器；
[0052]气压传感器，用于检测当前气压值及海拔值，并将气压/海拔值发送至信号处理器；
[0053]温湿度传感器，用于检测当前温度及湿度，并发送至信号处理器；
[0054]可见光传感器，用于检测背景光强度(采用荧光值记录背景光强度)，并周期性地将检测的荧光强度C2发送至信号处理器；
[0055]信号处理器，用于收到地理位置后，根据该地理位置向云数据库查询当前地理位置对应的拉曼光谱修正表;还用于接收气压传感器发来的气压/海拔值，以及接收温