[发明专利]傅里叶红外光谱仪的信号处理方法、系统及可读存储介质

说明书

本发明涉及傅里叶红外光谱仪的信号处理方法、系统及可读存储介质，光谱仪的处理器包括FPGA，FPGA基于红外检测信号和经过高通滤波的激光检测信号得到的平均值为零附近的正弦波信号进行采样点的采集，FPGA具有七个寄存器，分别用于存储标志位、红外信号波峰值、红外信号波谷值、激光信号波峰值、激光信号波谷值、红外信号半周期值、红外信号全周期值；信号处理方法包括：采集正弦波信号的波峰、波谷、周期终点和半周期点同步对应的红外检测信号的信号点作为采样点。本发明在一个激光周期内采集四个等间距的采样点，实现0.1582μm采集一个采样点，最大检测波数达到31605.56cmsupgt;‑1/supgt;，使光谱检测范围覆盖可见光波段。

技术领域

本发明属于光学检测分析技术领域，具体涉及一种傅里叶红外光谱仪的信号处理方法、系统及可读存储介质。

背景技术

公开号为CN116297284A的专利文献公开的傅里叶红外光谱仪采用数字信号处理的方法实现干涉图信号采集，有效提升采集能力，使动镜的移动速度不再需要匀速，且速度可达到100cm/s以上，有效提升检测分析效率。然而，有必要扩大最大检测波数，从而使光谱检测范围能够覆盖可见光波段。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的是提供一种傅里叶红外光谱仪的信号处理方法、系统及可读存储介质。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种傅里叶红外光谱仪的信号处理方法，傅里叶红外光谱仪的处理器包括FPGA，FPGA基于红外检测信号和经过高通滤波的激光检测信号得到的平均值为零附近的正弦波信号进行采样点的采集，所述FPGA具有七个寄存器，分别用于存储标志位m、红外信号波峰值max1、红外信号波谷值min1、激光信号波峰值max2、激光信号波谷值min2、红外信号半周期值zero1、红外信号全周期值zero2；

所述信号处理方法包括：

采集正弦波信号的波峰、波谷、周期终点和半周期点同步对应的红外检测信号的信号点作为采样点。

作为优选方案，所述信号处理方法包括以下步骤：

（1）扫描开始前先对寄存器复位：m=0、max1=0、min1=0、max2=0、min2=0、zero1=0、zero2=0；

当正弦波信号进入正弦波下半周期，赋值m=1；当正弦波信号进入正弦波上半周期，赋值m=2；

（2）扫描开始；

（3）判断是否满足第一目标条件，第一目标条件为m=1且正弦波信号的信号值ad2大于0；若是，则为周期终点，赋值m=2并将周期终点同步对应的红外检测信号的信号值ad1作为zero2的赋值，以作为采样点；若否，转至步骤（4）；

（4）判断正弦波信号的信号值ad2是否大于0；

若是，则赋值m=2，将ad2与max2进行比较，若ad2max2，则赋值max2=ad2、max1=ad1；若ad2≤max2，则不赋值；直至判断至正弦波信号的波峰，将正弦波信号的波峰同步对应的红外检测信号的信号值ad1作为红外信号波峰值max1的赋值，并作为采样点；

若否，则判断m=1或m=2；若m=2，则为半周期点，赋值m=1并将半周期点同步对应的红外检测信号的信号值ad1作为zero1的赋值，以作为采样点；若m=1，则将ad2与min2进行比较，若ad2min2，则赋值min2=ad2；若ad2≥min2，则不赋值；直至判断至正弦波信号的波谷，将正弦波信号的波谷同步对应的红外检测信号的信号值ad1作为红外信号波谷值min1的赋值，并作为采样点；

循环执行上述步骤（3）和（4），直至扫描结束。

作为优选方案，将FPGA采集的所有采样点对应的max1、min1、zero1、zero2上传至傅里叶红外光谱仪的上位机，上位机对所有采样点构成的干涉图进行傅里叶变换，得到光谱图。