[发明专利]制备目标应用中的至少一种被测量对象的光谱确定的方法

说明书

本发明涉及制备目标应用中的至少一种被测量对象的光谱确定的方法，其中：基于记录在目标应用中和/或与目标应用相同类型的应用中的应用中的参考数据，确定具有作为被测量对象的特性的光谱分布的归一化被测量对象主光谱；基于被测量对象主光谱生成合成光谱，合成光谱覆盖大于或等于或实际大于由参考值覆盖的值范围的值范围；并且基于合成光谱，执行光谱确定所需的一条或多条信息被确定并可用，该信息尤其包括用于适用于执行光谱确定的光谱仪的光学路径长度的属性、波长范围和/或路径长度范围，和/或包括计算规则，利用该计算规则，基于能够在目标应用中捕获的测量光谱，能够确定被测量对象的测量值。

技术领域

本发明涉及一种用于制备要借助于光谱仪在预定类型的应用的目标应用中执行的介质的至少一个被测量对象的光谱确定的制备方法，以及该方法的用途。

背景技术

介质的被测量对象的光谱确定目前已经在大量不同类型的应用中——例如，在水处理厂、洗衣设施和输送饮用水的工厂中。

为此目的，通常使用光谱仪，其包括配备有辐射源和检测器的光谱单元，辐射借助于该光谱单元被辐射到介质中，并且借助于检测器接收由该辐射与介质的相互作用产生的测量辐射。取决于光谱单元的设计，能够引起辐射与介质的不同形式的相互作用，诸如透射、反射或散射。在这种情况下，光谱仪能够被用作例如在使用位置的独立设备，或者能够被集成到测量设备或测量系统中，例如，集成到传感器中和/或集成到能够被浸没在介质中的探头中。从由检测器接收的测量辐射导出与由检测器覆盖的波长范围内的测量辐射的光谱强度相对应的测量光谱。取决于测量辐射的波长范围，能够区分UV、vis、NIR和MIR光谱及其组合。例如，Endress+Hauser Group提供并销售在不同波长范围内工作的光谱仪。

使用光谱仪，能够确定被测量对象，其以计量上可检测并且取决于被测量对象的测量值的方式对测量光谱有影响。这方面的示例是介质中包含的分析物的浓度，诸如介质的亚硝酸盐含量和/或硝酸盐含量。另外的示例是介质的化学或生物氧需求以及介质的着色或浑浊度。

为了能够基于测量光谱查明特定被测量对象的测量值，有必要预先查明测量光谱的光谱分布对作为被测量对象的特性的被测量对象的测量值的依赖性。在这种情况下，测量辐射的强度根据被测量对象的测量值变化的那些波长被查明，并且从测量值确定在这些波长处出现的测量光谱的光谱分布的依赖性。然后由此导出计算规则，借助于该计算规则能够基于在随后的测量操作中导出的测量光谱来计算被测量对象的测量值。例如以数学和/或统计模型，诸如本领域中称为化学计量学模型的模型，的形式确定该计算规则。

在确定计算规则时，通常在目标应用中安装光谱仪，并利用光谱仪连续记录测量光谱。与此并行地，执行被测量对象的参考测量，经由该参考测量将由参考测量确定的被测量对象的测量参考值分配给测量光谱中的每一个。随后，计算规则根据包括测量光谱和相关联的测量参考值的测量数据来确定。

然而，这种方式确定的计算规则的用途经常限于由测量数据覆盖的被测量对象的值范围。这种情况的一个原因是，计算规则和/或计算规则所基于的模型外推到测量数据未覆盖的测量值范围经常受到大的测量不确定性的影响。然而，相应被测量对象的特别高和非常低的测量值在大多数应用中很少出现。这导致必须将测量范围限制为目标应用中频繁出现的测量值，或者必须投入大量时间和精力来记录测量数据。