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原文传递一种基于DMD的能够实现光源漂移校正的色散型AFS及方法

专利名称：	一种基于DMD的能够实现光源漂移校正的色散型AFS及方法
摘要：	本发明属于光谱分析技术领域，具体涉及一种基于DMD的能够实现光源漂移校正的色散型AFS及方法；该色散型原子荧光光谱仪通过在狭缝上下两端接入光纤将激发光源信号传输至数字微镜上下两端，通过数字微镜微妙级别的翻转速度实现对数字微镜上下两端的激发光源信号和中间部分的荧光信号检测，并对检测的两信号进行数据处理实现光源漂移校正。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	田地;王宏霞;许阳;李春生
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910776330.2
公开号：	CN110455762A
代理机构：	长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：	郭佳宁;王淑秋
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	130012吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种基于数字微镜的能够实现光源漂移校正的色散型原子荧光光谱仪，包括激发光源(1)、原子化器(2)和色散系统，色散系统包括狭缝(3)、数字微镜(5)、凹面光栅(4)和反射镜(6)；狭缝(3)放置于原子化器(2)后方，使待测元素经原子化器(2)原子化后被激发光源(1)激发生成的荧光穿过狭缝(3)进入色散系统，荧光经色散系统的凹面光栅(4)反射进入数字微镜(5)，经数字微镜(5)反射进入反射镜(6)，再经反射镜(6)反射进入检测器(7)，检测器(7)用于输出荧光信号值；其特征在于色散系统还包括第一光纤(8)和第二光纤(9)，第一光纤(8)的一端与第二光纤(9)的一端分别通过固定装置固定连接在狭缝(3)的上下两端，第一光纤(8)另一端与第二光纤(9)另一端均安装在激发光源(1)与原子化器(2)之间，将激发光源信号传输至狭缝(3)上下两端；狭缝(3)上下两端分别通过第一光纤(8)与第二光纤(9)将激发光源信号传输到凹面光栅(4)，激发光源信号经凹面光栅(4)反射进入数字微镜(5)，经数字微镜(5)反射进入反射镜(6)，再经反射镜(6)反射进入检测器(7)，检测器(7)用于输出激发光源信号值。 2.一种应用权利要求1所述的一种基于数字微镜的能够实现光源漂移校正的色散型原子荧光光谱仪进行的通过计算激发光源漂移对荧光信号进行校正的方法，包括如下步骤: 步骤一、确定数字微镜(5)上下两端无荧光信号区域的范围：根据荧光在数字微镜(5)上显示的成像区域来确定数字微镜(5)上下两端无荧光信号的区域，记录数字微镜(5)上下两端无荧光信号区域的所在位置及大小，分别记为a上×b上和a下×b下个像元，其中a上为数字微镜(5)上端无荧光信号区域的像元行数，b上为数字微镜(5)上端无荧光信号区域的像元列数，a下为数字微镜(5)下端无荧光信号区域的像元行数，b下为数字微镜(5)下端无荧光信号区域的像元列数；步骤二、获取荧光信号值和激发光源信号值，其中以下所述的一次测量是指荧光信号值和激发光源信号值分别测量一次；获取荧光信号值：荧光经色散系统的凹面光栅(4)反射进入数字微镜(5)后，数字微镜(5)检测荧光信号时按照以下方式进行，具体为：数字微镜(5)以相同数量的像元在数字微镜(5)特定翻转区域内进行多次翻转，每次翻转均将本次翻转区域接收到的荧光反射进入反射镜(6)，即数字微镜(5)的每次翻转均得到一个荧光信号值，其中数字微镜(5)特定翻转区域为数字微镜(5)除去数字微镜(5)上端和下端的无荧光信号区域的部分；数字微镜(5)每次翻转的像元数量均为(C-a上-a下)×N个，其中C-a上-a下为数字微镜(5)每次翻转的像元行数，N＝1，2，3……D，为数字微镜(5)每次翻转的像元列数，C为数字微镜(5)的总行数，D为数字微镜(5)的总列数；获取激发光源信号值：激发光源信号经色散系统的凹面光栅(4)反射进入数字微镜(5)后，数字微镜(5)检测激发光源信号时按照以下方式进行，具体为：若数字微镜(5)上下两端均只有部分区域无荧光信号，每次进行激发光源信号值的测量时，数字微镜(5)均按照激发光源信号的所在区域进行翻转，数字微镜(5)的每次翻转均得到一个激发光源信号值；若数字微镜(5)上下两端的横向均无荧光信号，每次进行激发光源信号值的测量与数字微镜(5)上下两端均只有部分区域无荧光信号时相同，或采用下述方式测量激发光源信号值：每次测量激发光源信号值时数字微镜(5)上端的翻转区域行数始终为a上，数字微镜(5)下端的翻转区域行数始终为a下，数字微镜(5)上、下两端的翻转区域对应的列数和每列所在的位置与对应的一次测量中测量荧光信号值相同；步骤三、利用步骤二测量的一系列激发光源信号值和相应的荧光信号值，计算出激发光源的漂移对荧光信号的影响值，并对荧光信号进行校正。 3.根据权利要求2所述的一种应用权利要求1所述的一种基于数字微镜的能够实现光源漂移校正的色散型原子荧光光谱仪进行的通过计算激发光源漂移对荧光信号进行校正的方法，其特征在于所述的步骤三中采用以下两种方案中的一种对荧光信号进行校正：方案一：第一次测量的激发光源信号值记为L0，之后测量的激发光源信号值记为L1、L2、L3……，之后测量的激发光源信号值分别与第一次测量的激发光源信号值的差值即激发光源信号漂移值，记为ΔL1、ΔL2、ΔL3，第一次测量的荧光信号值记为IF0，之后测量的荧光信号值记为IF1、IF2、IF3……，之后测量的荧光信号值分别与第一次测量的荧光信号值的差值即荧光信号漂移值，记为ΔIF1、ΔIF2、ΔIF3……，则由于荧光信号值和激发光源信号值成正比，荧光信号漂移值与激发光源信号漂移值成正比，表示为计算得出荧光信号漂移值校正后的荧光信号值记为IF'1、IF'2、IF'3……，由公式IF'1＝IF1-ΔIF1、IF'2＝IF2-ΔIF2、IF'3＝IF3-ΔIF3……计算得出校正后的荧光信号值；方案二：取固定数目的激发光源信号值和荧光信号差值，利用拟合算法得到激发光源信号值和荧光信号差值的关系ΔIF＝f(L)；将测得的每一个激发光源信号值Lx(x＝1,2,3……)带入上述关系式中，计算得到相应的荧光信号差值ΔIFx(x＝1,2,3……)，再利用测得的荧光信号值IFx(x＝1,2,3……)与通过ΔIF＝f(L)公式计算得出的相应的ΔIFx(x＝1,2,3……)做差得到校正后的荧光信号值IF'x＝IFx-ΔIFx(x＝1,2,3……)。 4.根据权利要求2所述的一种应用权利要求1所述的一种基于数字微镜的能够实现光源漂移校正的色散型原子荧光光谱仪进行的通过计算激发光源漂移对荧光信号进行校正的方法，其特征在于所述的步骤二中数字微镜(5)检测荧光信号的方式，是指数字微镜(5)每次翻转的区域在特定翻转区域内的行数均为C-a上-a下，数字微镜(5)进行第一次翻转时，其翻转的区域在特定翻转区域内的前N列，数字微镜(5)进行第二次翻转时，其翻转的区域在特定翻转区域内的第2至第N+1列，数字微镜(5)进行第三次翻转时，其翻转的区域在特定翻转区域内的第3至第N+2列，以此类推；当进行荧光信号的全谱测量，即对数字微镜(5)的全部列进行对应的荧光信号测量时，数字微镜(5)按照上述方式翻转，直至数字微镜(5)进行最后一次翻转时，其翻转的区域在特定翻转区域内的第D-N+1至第D列。
所属类别：	发明专利