[发明专利]一种长波红外光谱仪的光谱定标方法

说明书

技术领域

本发明涉及光谱定标领域，尤其涉及一种长波红外光谱仪的光谱定标方法。

背景技术

光谱设备的定标是光谱设备定量化应用的一个重要环节，其主要包括光谱定标和辐射定标。其中，光谱定标是指测量光谱仪随入射波波长变化的响应，其主要目的是确定探测器不同光谱通道中心波长的位置以及光谱分辨率的大小。光谱定标是保证光谱仪真实有效的获得地物目标光谱的首要工作，是光谱仪定量化应用的关键。

利用物质特征谱线对光谱仪进行定标是一种方便快捷的光谱定标方法。作为光谱定标的材料，首先应具有尖锐且较强烈的吸收峰，以避免定标材料的吸收峰被其他物质的光谱所掩盖，进而便于确定光谱位置。其次，定标材料应具备稳定的化学性质，以在较高温度、湿度、强光照射等恶劣条件下也能保持稳定，从而满足各种应用条件下的定标需求。

鉴于此，本发明提出了一种对长波红外光谱仪的光谱定标方法，以满足长波红外光谱仪的定标需求。

发明内容

本发明提出了一种长波红外光谱仪的光谱定标方法，以实现定标需求。进一步的，本发明的定标方法简单、定标成本低，尤其适用于缺少定标设备、或不便进行多光源定标的外场环境仪器标定工作中。

本发明的长波红外光谱仪的光谱定标方法，包括：S1、通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；其中，在第i温度值T_i下所述黑体的测试数据为S_1,i，i＝1,…N，N为大于1的整数；

S2、将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；其中，在第i温度值下第二测试体的测试数据为S_2,i；

S3、根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。

优选的，所述光谱仪为干涉型长波红外光谱仪，所述测试数据具体为干涉数据。

优选的，步骤S3包括：S31、对N个温度值下黑体的干涉数据进行傅里叶变换，以获取N个温度值下黑体的光谱数据；对N个温度值下第二测试体的干涉数据进行傅里叶变换，以获取N个温度值下第二测试体的光谱数据；其中，在第i温度下黑体的光谱数据为L_1,i、在第i温度下第二测试体的光谱数据为L_2,i；

S32、在每一温度值下，对第二测试体以及黑体的光谱数据取差值，以获取聚丙烯薄膜的特征吸收峰的位置曲线，并且，根据所述位置曲线确定每一特征吸收峰的位置坐标；其中，在第i温度下第j个特征吸收峰的位置坐标为r_i,j，j＝1,2,3；

S33、对于每一特征吸收峰，计算其在N个温度下的位置坐标的平均值

S34、根据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。

优选的，步骤S34包括：根据第一个特征吸收峰的参考光谱位置ν1,0、以及第一、二个特征吸收峰的位置坐标的平均值确定第二个特征吸收峰的标定光谱位置；根据第一个特征吸收峰的参考光谱位置ν1,0、以及第一、三个特征吸收峰的位置坐标的平均值确定第三个特征吸收峰的标定光谱位置。

优选的，根据公式2确定第二、三个特征吸收峰的标定光谱位置；

式中，v_k为第k个特征吸收峰的标定光谱位置，k为2或3。

优选的，温度值T_i满足：

30℃≤T_i≤100℃。

优选的，所述黑体的辐射面尺寸为8cm×8cm，发射率为0.96，最高温度为100℃。

优选的，N＝3，T₁＝60°，T₂＝70°，T₃＝80°。

在本发明的技术方案中，长波红外光谱仪的光谱定标方法主要包括：通过所述光谱仪采集黑体处于N个温度值下的测试数据；将聚丙烯薄膜包覆在所述黑体表面，以构成第二测试体；并且，在黑体处于N个温度值时，通过所述光谱仪采集第二测试体的测试数据；根据N个温度值下黑体的测试数据、以及第二测试体的测试数据对所述光谱仪的光谱位置进行定标。本发明的方法，通过选用聚丙烯材料对长波红外光谱仪进行定标，具有单次定标精度高、定标材料稳定性好、定标成本低等优点。而且，通过采集多个温度下的测试数据进行定标，进一步提高了定标精度。

附图说明