[发明专利]一种用于获取光谱仪性能的方法

说明书

本发明涉及一种用于获取光谱仪性能的方法，评价光谱仪的数据采集和分析能力，根据评价结果选择合适的光谱仪。具体的，检测样品属性的实际值，通过光谱仪采集样品的光谱数据，建立样品属性的光谱模型，根据光谱模型的光谱值得到样品属性的预测值，建立预测值分布图，根据分布图建立分布函数，计算出分布函数能够被不同光谱仪测定的最大值、最小值、分辨率及误差，作为选择光谱仪的系列计算指标。本发明为选择不同光谱仪进行有效科学研究提供了直接参考。利用本发明可以列举出不同光谱仪对应的光谱分析技术指标，根据研究需求，选择满足要求的低成本光谱仪，用于科研和生产，实现既定目标的同时能够节约成本。

技术领域

本发明属于科学仪器技术领域，具体地说，是涉及一种用于获取光谱仪性能的方法。

背景技术

光谱分析是信息时代的主要末端传感技术，已成功用于多个领域。在生态环境监测领域，光谱分析广泛用于土壤或沉积物样品的多参数速测。其中，光谱仪是光谱数据采集和分析的关键。然而，光谱仪品牌繁多，有的价格高但技术指标也好，有的技术指标一般但价格也低。通常情况下，认为技术指标好的光谱仪会更好的解决问题。因此，高昂的研究成本成了一条鸿沟，限制了创新和发展。

然而，经过分析发现，解决相同的问题，不同研究使用了不同的光谱仪，最终实现了相同的目标。显然，技术指标好的光谱仪(昂贵的光谱仪)不一定是正确选择，但合适的光谱仪肯定是正确选择。不同光谱仪的性能存在显著差异，采集同一样品的光谱及其形成的光谱分析结果都会有不同，因此，如何在满足需求的前提下选择性价比高的光谱仪成为亟待解决的问题。

为此，本发明提出一种用于获取光谱仪性能的方法，以期通过科学的方法解决上述问题，打破限制创新和发展的鸿沟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于获取光谱仪性能的方法，以解决通过技术指标无法选择满足需求的性价比最高的光谱仪的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于获取光谱仪性能的方法，所述方法为：

检测样品属性的实际值；

通过光谱仪采集样品的光谱数据；

建立样品属性的光谱模型；

根据光谱模型的光谱值得到样品属性的预测值，建立预测值分布图，根据分布图建立分布函数；

获取分布函数的极值作为光谱仪相关参数的检测范围，获取分布函数的平均浓度差值作为光谱仪相关参数的分辨率，根据预测值和实际值的差值作为光谱仪相关参数的检测误差；

通过所述检测范围、分辨率和检测误差得到光谱仪的性能。

如上所述的用于获取光谱仪性能的方法，对多个光谱仪的性能进行获取，根据需求选择合适的光谱仪。

如上所述的用于获取光谱仪性能的方法，所述将预测值与实际值的差值绘制四分位数图，以比较不同光谱仪的检测误差。

如上所述的用于获取光谱仪性能的方法，对于样品，分为建模集和预测集，针对建模集通过光谱仪采集的光谱数据建立光谱模型，利用预测集验证模型，评价建模效果。

如上所述的用于获取光谱仪性能的方法，在建模效果达到要求时采用建立的光谱模型，否则，重新建立光谱模型。

如上所述的用于获取光谱仪性能的方法，其特征在于，将样品通过K-S算法以2:1的比例分类为建模集和检验集。

如上所述的用于获取光谱仪性能的方法，针对光谱仪采集的建模集的光谱数据利用PLSR建立光谱模型。