用于光谱仪的背景扣除方法和装置与流程

本发明涉及光谱仪光谱处理技术领域，特别是涉及一种用于光谱仪的背景扣除方法和装置。

背景技术：

目前，光谱仪，尤其原子荧光光谱仪已被广泛应用于食品，环保，医药，疾控，地质找矿，冶金等领域中的重金属砷汞铅锑铋等元素的测定，在测试这些重金属元素的样品中往往含有不易被原子化的元素(铝钙等)，在测试过程中这些高温元素很难被原子化，易产生氧化物的小颗粒，对激发光源的光产生折射，同被测元素所产生的荧光信号重合，被光电倍增管所检测，便产生了严重的干扰，上述干扰给测试造成了很大的误差。

光谱仪，即原子荧光光谱仪是利用短焦距无色散的光路系统原理，使得检出限底，灵敏度高，造价低，在我国得到广泛应用。但是原子荧光又易对光源产生折射干扰，所以就限制了原子荧光光谱仪只能较好的应用于氢化物发生法所能测试的元素，避免高温元素对光源产生折射干扰。因此就限制了原子荧光测试更多元素的可能性。

现有技术中，采取的方法是利用氢化物发生法使被测试元素生成相应的氢化物，与难原子化易产生金属氧化物的高温元素分离，消除对目标元素测试的干扰。但是毕竟能生成氢化物的元素有限，这样就极大地影响了原子荧光所能测试元素的数量。影响原子荧光光谱仪在更多领域中的应用。目前在原子荧光领域中还没有利用仪器本身的功能来扣除背景干扰的方法，只能利用氢化物发生法来分离被测的目标元素，或者在样品前处理时进行分离，来达到测试目标元素的目的。但是能被氢化物分离的元素目前只有十几种元素，影响原子荧光光谱仪器在更多领域中的实际应用价值。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种有效消除原子化过程中所产生的光折射干扰的用于光谱仪的背景扣除方法和装置。

为实现本发明目的，提供了一种用于光谱仪的背景扣除方法，包括：通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的所述目标元素原子化的区域进行采样，得到所述目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据；通过扣背景光源激发所述目标元素原子化的区域，对激发的所述目标元素原子化的区域进行采样，得到所述目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据；根据对所述第一数据与所述第二数据进行计算，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

在其中一个实施例中，所述扣背景光源采用不能激发所述目标元素的光源。

在其中一个实施例中，所述扣背景光源采用能激发金、铂或钯元素的空心阴极灯为锐线光源。

在其中一个实施例中，还包括：通过预设公式对所述目标元素光源与所述扣背景光源进行调节；其中，所述预设公式为：

F＝K1/K2(f-B2),K1＝A1-A2,K2＝B1-B2；F为换算后的背景信号值，f为扣背景光源测试样品时荧光信号值；A1为目标元素光源测试配制干扰液信号值，A2为目标元素光源测试空白液信号值；B1为扣背景光源测试配制干扰液信号值,B2为扣背景光源测试空白液信号值。

在其中一个实施例中，将所述第一数据减去所述第二数据，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

相应的，本发明还提供了一种用于光谱仪的背景扣除装置，包括：第一采样模块，用于通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的所述目标元素原子化的区域进行采样，得到所述目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据；第二采样模块，用于通过扣背景光源激发所述目标元素原子化的区域，对激发的所述目标元素原子化的区域进行采样，得到所述目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据；计算模块，用于根据对所述第一数据与所述第二数据进行计算，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

在其中一个实施例中，所述扣背景光源采用不能激发所述目标元素的光源。

在其中一个实施例中，所述扣背景光源采用能激发金、铂或钯元素的空心阴极灯为锐线光源。

在其中一个实施例中，还包括：调节模块，用于通过预设公式对所述目标元素光源与所述扣背景光源进行调节；其中，所述预设公式为：

F＝K1/K2(f-B2),K1＝A1-A2,K2＝B1-B2；F为换算后的背景信号值，f为扣背景光源测试样品时荧光信号值；A1为目标元素光源测试配制干扰液信号值，A2为目标元素光源测试空白液信号值；B1为扣背景光源测试配制干扰液信号值,B2为扣背景光源测试空白液信号值。

在其中一个实施例中，所述计算模块还用于将所述第一数据减去所述第二数据，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

上述用于光谱仪的背景扣除方法和装置，通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据；通过扣背景光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据；根据对第一数据与第二数据进行计算，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。上述方法取代了传统利用氢化物发生法使被测试元素生成相应的氢化物的过程，可以有效消除原子化过程中所产生的光折射干扰，具有良好的适用性。

附图说明

图1为本发明一个实施例中的一种用于光谱仪的背景扣除方法的步骤流程图；

图2为本发明另一个实施例中的一种用于光谱仪的背景扣除方法的步骤流程图；

图3为本发明一个实施例中的一种用于光谱仪的背景扣除装置的结构示意图；以及

图4为本发明另一个实施例中的一种用于光谱仪的背景扣除装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1所示，为一个实施例中的一种用于光谱仪的背景扣除方法的步骤流程图。该方法包括具体以下步骤：

步骤102，通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据。

步骤104，通过扣背景光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据。

本实施例中，扣背景光源采用不能激发目标元素的光源。具体的，扣背景光源采用能激发金、铂或钯元素的空心阴极灯为锐线光源。

步骤106，根据对第一数据与第二数据进行计算，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

本实施例中，将第一数据减去第二数据，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

上述用于光谱仪的背景扣除方法，通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据；通过扣背景光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据；根据对第一数据与第二数据进行计算，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。上述方法取代了传统利用氢化物发生法使被测试元素生成相应的氢化物的过程，可以有效消除原子化过程中所产生的光折射干扰，具有良好的适用性。

如图2所示，为另一个实施例中的一种用于光谱仪的背景扣除方法的步骤流程图。该方法包括具体以下步骤：

步骤210，通过预设公式对目标元素光源与扣背景光源进行调节，使得两者光源的荧光强度值调整一致。

本实施例中，首先要将测试目标元素光源与扣背景光源的光强调整一致，否则将产生误差。但在实际操作过程中很难将两种光源的强度调整完全一致，也很难将两种光源对产生干扰折射的强度调整完全一致。本实施例是利用测试目标元素空白溶液的荧光强度值，与测试配制干扰液的荧光强度值，通过预设公式计算，自动调整两光源产生折射干扰的荧光强度值。

其中，预设公式为F＝K1/K2(f-B2),K1＝A1-A2,K2＝B1-B2；

F为换算后的背景信号值，f为背景光源测试样品时荧光信号值，A1为目标元素光源测试配制干扰液信号值，A2为目标元素光源测试空白液信号值、B1为扣背景光源测试配制干扰液信号值、B2为扣背景光源测试空白液信号值。综上，通过预设公式换算出扣背景光源与目标元素光源，测试干扰元素所产生的光折射信号强度是完全一样，就达到准确扣除干扰的目的。利用预设公式计算出被测样品的荧光强度值。

步骤220，通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据。

本实施例中，在点击测试时，首先是目标元素光源先点亮去激发被原子化的区域，例如，100微秒同时计算机开始采样，所得到的数据是目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号。

步骤230，通过扣背景光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据。

本实施例中，例如，待目标元素光源熄灭后100微秒，扣背景光源点亮去激发被原子化的区域，例如，100微秒同时计算机开始采样，所得到的数据是目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，因为扣背景光源与目标元素光源的波长不同，不能激发被测目标元素，只能产生择射干扰光。

步骤240，将第一数据减去第二数据，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

本实施例中，将第一数据减去第二数据，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。例如，将测试目标元素的信号减去扣背景光源信号就等于纯净的目标元素信号。具体的，通过公式P＝A-F，其中，P为测试目标元素的荧光强度值，A为测试目标元素光源所测得的荧光强度值，F为扣背景光源所测得的荧光度值。将目标元素光源所测试样品的荧光信号强度值A，减去扣背景光源所产生的荧光强度值F，就等于被测元素的荧光强度值P，通过标准曲线就可以算出被测元素的含量。

基于同一发明构思，还提供了一种用于光谱仪的背景扣除装置，由于此装置解决问题的原理与前述一种用于光谱仪的背景扣除方法相似，因此，该装置的实施可以按照前述方法的具体步骤实现，重复之处不再赘述。

如图3，为一个实施例中的一种用于光谱仪的背景扣除装置10包括第一采样模块200、第二采样模块400和计算模块600。

其中，第一采样模块200用于通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据；第二采样模块400用于通过扣背景光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据；计算模块600用于根据对第一数据与第二数据进行计算，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。

本实施例中，计算模块600还用于将第一数据减去所述第二数据，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。进一步的，扣背景光源采用不能激发目标元素的光源，且扣背景光源采用能激发金、铂或钯元素的空心阴极灯为锐线光源。

此外，如图4，用于光谱仪的背景扣除装置10还包括调整模块100用于通过预设公式对目标元素光源与扣背景光源进行调节。其中，预设公式为：F＝K1/K2(f-B2),K1＝A1-A2,K2＝B1-B2；F为换算后的背景信号值，f为背景光源测试样品时荧光信号值，A1为目标元素光源测试配制干扰液信号值，A2为目标元素光源测试空白液信号值、B1为扣背景光源测试配制干扰液信号值、B2为扣背景光源测试空白液信号值。

上述用于光谱仪的背景扣除装置，第一采样模块200通过目标元素光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中目标元素的光源信号与背景元素的光源信号的叠加信号，记为第一数据；继而第二采样模块400通过扣背景光源激发目标元素原子化的区域，对激发的目标元素原子化的区域进行采样，得到目标元素原子化的区域中背景元素的光源信号，记为第二数据；最终计算模块600根据对第一数据与第二数据进行计算，得到目标元素的光源信号，进行背景扣除。上述装置取代了传统利用氢化物发生法使被测试元素生成相应的氢化物的过程，可以有效消除原子化过程中所产生的光折射干扰，具有良好的适用性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。