技术摘要：
本发明公开了一种基于空腔校正板的光谱数据校准方法。该方法首先使用便携式近红外光谱仪采集空腔校正板光谱数据，并定义此次数据为初始校准光谱数据，同时将初始校准光谱数据写入便携式近红外光谱仪，接着，连续开启近红外光谱仪一段时间后，重新采集空腔校正板光谱数  全部
背景技术：
近红外光谱(NIRS)是介于可见光(Vis)和中红外(MIR)之间的电磁辐射波，美国材 料检测协会(ASTM)将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域，是人们在吸收光谱中发现的 第一个非可见光区。近红外光谱区与有机分子中含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的合频和各 级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的 特征信息，而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、快速、高效、准确和成本较低，不破 坏样品，不消耗化学试剂，不污染环境等优点，因此该技术受到越来越多人的青睐。 伴随着近红外光谱技术的发展，市场主流的大型近红外光谱仪设备都朝着体积小 巧，价格低廉的便携式方向发展。但是便携式近红外光谱仪受光源、检测器、使用方法、环境 条件等影响，设备本身老化速度偏快，为了确保分析结果的准确性，需要对便携式近红外光 谱仪设备进行相应的修正与校准。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于空腔校正板的光谱数据 校准方法，该方法首先使用便携式近红外光谱仪采集空腔校正板光谱数据，并定义此次数 据为初始校准光谱数据，同时将初始校准光谱数据写入便携式近红外光谱仪，接着，连续开 启近红外光谱仪一段时间后，重新采集空腔校正板光谱数据，定义此次数据为二次校准光 谱数据，对比初始校准光谱数据及二次校准光谱数据，计算得到光谱校正映射矩阵，最后， 将光谱校正映射矩阵写入便携式近红外光谱仪，完成便携式近红外光谱仪的校准工作。相 较于已有的光谱校准方法，该方法成本极低，易于实施，可以有效对便携式近红外光谱仪设 备进行修正和校准，提升分析结果准确性。 本发明通过以下技术方案来实现上述目的： 一种基于空腔校正板的光谱数据校准方法，包括以下步骤： a.使用便携式近红外光谱仪采集空腔校正板光谱数据，并定义此次数据为初始校 准光谱数据； b.将初始校准光谱数据写入便携式近红外光谱仪； c.连续开启近红外光谱仪一段时间后，重新采集空腔校正板光谱数据，定义此次 数据为二次校准光谱数据； d.对比初始校准光谱数据及二次校准光谱数据，计算得到光谱校正映射矩阵； e.将光谱校正映射矩阵写入便携式近红外光谱仪，完成便携式近红外光谱仪的校 准工作。 作为进一步优化，步骤a中所述使用便携式近红外光谱仪采集空腔校正板光谱数 4 CN 111595813 A 说　明　书 2/4 页 据，并定义此次数据为初始校准光谱数据。空腔校正板的材质为铝合金材质，该材质不仅成 本低，可塑性高，简单轻便，受环境影响小，测试表面平整均匀，抗油污能力高，同时有良好 的漫反射效果，在近红外光谱波长范围内极为稳定，是一种绝佳的校准材料。 作为进一步优化，步骤b中所述将初始校准光谱数据写入便携式近红外光谱仪。将 采集获得的初始校准光谱数据通过USB连接线写入便携式近红外光谱仪ARM芯片，储存在内 置Flash中，Flash保存此次初始校准光谱数据，并将该数据作为光谱仪的原始校准数据。 步骤b中便携式近红外光谱仪的校准过程为：采集空腔校正板的光谱数据与近红 外光谱仪中的原始空腔光谱数据进行对比，如果对比结果偏差小于3％，则说明便携式近红 外光谱仪工作正常，可以直接用于测量，如果对比结果偏差大于3％，则说明便携式近红外 光谱仪设备内部发生了明显变化，需要重新校准后再进行采集工作；便携式近红外光谱仪 自身至少需要包含一次空腔校正板的光谱数据，并将初次校准光谱数据作为原始校准数据 写入近红外光谱仪设备。 作为进一步优化，步骤c中所述连续开启近红外光谱仪一段时间后，重新采集空腔 校正板光谱数据，定义此次数据为二次校准光谱数据。本专利采用的便携式近红外光谱仪 在连续工作72个小时后，设备本身会发生明显的老化现象，测试结果会有明显的偏差，必须 对空腔数据进行重新校准。所以本专利将连续开启便携式近红外光谱仪的时间设置为72小 时，在经过72小时的连续工作后，重新采集空腔校正板的光谱数据。 作为进一步优化，步骤d中所述对比初始校准光谱数据及二次校准光谱数据，计算 得到光谱校正映射矩阵。使用分段直接校正(PDS)方法建立初始校准光谱数据与二次校准 光谱数据之间的传递公式： Pt＝F*P 其中Pt为初始校准光谱数据，P为二次校准光谱数据，F为光谱校正矩阵。 作为进一步优化，步骤e中所述光谱校正映射矩阵写入便携式近红外光谱仪，完成 便携式近红外光谱仪的校准工作。将计算获得的光谱校正映射矩阵F通过USB连接线写入便 携式近红外光谱仪ARM芯片，储存在内置Flash中，当便携式近红外光谱仪进行光谱采集工 作时，光谱设备内置MCU调用光谱校正映射矩阵F，将采集的光谱数据进行矩阵换算，获得正 确的光谱数据，完成便携式近红外光谱仪的校准工作。 步骤e中便携式近红外光谱仪光谱数据采集及光谱数据校准具体过程为：便携式 近红外光谱仪的近红外传感器采集到样品光谱信息后，将初始光谱信号传送至运放，经过 运放放大后传送至ADC，经过ADC数模转换后，传送至ARM芯片进行处理，当ARM芯片接收到初 始光谱数据后，光谱设备内置MCU调用储存在ARM内置Flash中的光谱校正矩阵F，然后ARM芯 片将初始光谱数据与光谱校正矩阵进行换算，获得正确的光谱数据，之后再通过USB连接线 或者蓝牙将校准后的光谱数据传输至移动设备端，通过移动设备端应用软件进行显示及进 一步应用分析。 本发明的有益效果在于： 相较于已有的光谱校准方法，该方法成本极低，易于实施，可以有效对便携式近红 外光谱仪设备进行修正和校准，提升分析结果准确性。 5 CN 111595813 A 说　明　书 3/4 页 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。 图1本发明方法的示意图。