[发明专利]一种替代可见分光光度计的光谱分析方法

说明书

本发明公开了一种替代可见分光光度计的光谱分析方法，包括以下步骤：选取全光谱光源、显色器皿、白平衡色板，将白平衡色板置于含有显色标准溶液的显色器皿周围，使用图像传感器对准标准溶液和白平衡色板，采集图像信息获得标准溶液溶液颜色的准确RGB值；将标准溶液对应的准确RGB值，套入一阶计算公式或二阶计算公式，然后按照作图法获得该溶液的浓度系数的值；然后标准溶液替换为待测样品溶液，并获得待测样品溶液颜色的准确RGB值，代入已知浓度系数的一阶计算公式或二阶计算公式即可获得待测样品的浓度C。本方法对无需与外界光环境隔离，对待测样品溶液和器材的洁净度要求低，同时实验步骤简单，便于操作，精确度高。

技术领域

本发明涉及光谱分析领域，具体的涉及一种替代可见分光光度计的光谱分析方法。

背景技术

目前水质污染物分析的准确手段，大多是基于光谱分析中的分光光度法或比色法。比色法同时包括目视比色法或光电比色法，精确度没有分光光度法高，因此采用分光光度计的分光光度法应用最为广泛，分光光度法是采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而获得特定波长的单色光源，单色光辐射穿过被测物质溶液时，被该物质吸收的量与该物质的浓度和液层的厚度(光路长度)成正比。物质对光的选择性吸收波长，以及相应的吸收系数是该物质的物理常数。当已知某纯物质在一定条件下的吸收系数后可用同样条件将该供试品配成溶液，测定其吸收度,即可由上式计算出供试品中该物质的含量。

但是上述方法存在下列缺陷：

1、容易受外界光环境的干扰，光感原件必须与外界光源完全隔离，并且必须使用专有光源；

2、必须有复杂的透镜或反光镜组成比较光路以消除光强度变化的干扰；

3、对比色皿等显色器皿的透光一致性与洁净度要求高，甚至比色皿的摆放位置偏差都会对检测结果带来较大的干扰；

4、对待测溶液的透明度、洁净度要求较高，易受待测样的沉淀物颗粒物影响；

5、实验仪器分析步骤繁琐，技术程度高，需要专业的化验人员操作和进行维护。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种不受外界光环境干扰、无需复杂透镜，对待测溶液的透明度、洁净度无要求，对比色皿无特殊要求并且操作简便的一种替代可见分光光度计的光谱分析方法。

本发明采用的技术方案是：

S1、选取全光谱光源、显色器皿、白平衡色板，将白平衡色板置于所述显色器皿周围，使全谱光光源照射显色器皿与白平衡色板；

S2、将标准溶液与显色剂混合显色，将混合后的溶剂倒入显色器皿内；

S3、使用图像传感器对准标准溶液和白平衡色板，采集图像信息获得标准溶液的初始RGB值和白平衡色板的RGB值；然后将标准溶液的初始RGB值和白平衡色板的RGB值用计算机做白平衡修正后，获得标准溶液溶液颜色的准确RGB值；

S4、按照S1-S3的步骤得出各种浓度下标准溶液对应的准确RGB值，套入一阶计算公式或二阶计算公式，然后按照作图法获得该溶液的浓度系数的值，所述浓度系数包括一阶计算公式中的系数斜率K1、斜率K2、截距M或二阶计算公式中的系数斜率K、截距M。

S5、将S1-S3步骤中的标准溶液替换为待测样品溶液，并获得待测样品溶液颜色的准确RGB值，代入已知浓度系数的一阶计算公式或二阶计算公式即可获得待测样品的浓度C。

进一步的，所述步骤S4和S5中的一阶计算公式为

C＝K1(R/B)+K2(G/B)+M

C＝K1(R/G)+K2(B/G)+M

C＝K1(B/R)+K2(B/R)+M

二阶计算公式为：