【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分析检测，具体涉及一种傅里叶变换红外光谱仪的数据处理方法、系统及可读介质。
技术介绍
1、傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、干涉仪、高温气体室、检测器、计算机等组成。其中，傅里叶变换红外光谱仪的核心部件是迈克尔逊干涉仪，通过傅里叶数学变换，把时间域函数图变换为频率域函数图。
2、迈克尔逊干涉仪光学系统主要是由光源、固定反射镜（定镜）、移动反射镜（动镜）、分光束器及检测器等部件组成。传统的迈克尔逊干涉仪对光的调制是靠镜面的机械扫描运动来实现的，从光源发出的红外光，经过分光束器分为两束，分别经定镜和动镜反射后抵达检测器并产生干涉现象。若光源发出一单色光，其波长为λ，通过分光束器可将该束光一分为二，分别透过及反射到动镜和定镜上，随后两束反射光被检测器捕捉。当动镜、定镜反射光到达检测器的光程差为λ/2的偶数倍时，相干光相互叠加，其强度为最大值；当动镜、定镜反射光到达检测器的光程差为λ/2的奇数倍时，相干光抵消，其强度为最小值。
3、当连续改变动镜的位置时，可在检测器得到一个干涉强度对光程差和红外光频率的函数图，多色光源的图谱就是相对应于每个频率的单色光源的干涉谱之和，即红外光源的干涉图，再通过傅里叶变换数学运算最终得到被测组分的光谱图。
4、由于计算机只能对数字化的干涉图进行傅里叶变换，因此需要进行间隔取点采样。在光谱测量过程中，数据的采集通过he-ne激光器控制。在干涉仪的动镜移动过程中，he-ne激光光束和红外光光束一起通过分束器，有一个独立的检测器（光电二极管）检测从分束器出来的
5、激光干涉仪用于监测动镜的移动速度并决定动镜移动的距离。样品扫描测量中，动镜移动要平稳且需速度均匀，否则光谱噪声增加，谱图发生畸变。通常采用激光干涉仪和主干涉仪同轴设计，共用一个动镜。当动镜速度发生变化时，将会引起激光干涉图频率的改变，变化的信息即可传到驱动机构的伺服系统，控制器即会自动调整动镜速度，保证动镜平稳匀速运动，干涉仪动镜移动距离由激光干涉仪和一个二进制计数器来控制。扫描开始时，触发信号启动计数器工作，达到预定值，动镜返回，然后通过激光回扫相位差确定采样初始位置后，开始第二次扫描。
6、零光程差位置（即激光光路距离与主光路距离相等）的干涉信号最强，数据处理中需要保证该位置稳定不漂移；然而，对于传统的采样方法，三角波驱动电磁线圈，电磁线圈的阻值会随着温度变化而改变，造成零光程差位置发生偏移，导致干涉峰出现偏移。
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本专利技术的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种傅里叶变换红外光谱仪的数据处理方法、系统及可读介质。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种傅里叶变换红外光谱仪的数据处理方法，傅里叶变换红外光谱仪的干涉部分包括旋转轴、摆臂和动镜，摆臂的两端分别与旋转轴和动镜连接，旋转轴采用电磁线圈与磁铁的组合进行驱动，电磁线圈通过三角波信号控制，旋转轴用于驱动摆臂周期性往复摆动，所述旋转轴还用于同步驱动挡光板活动配合于光电传感器的光路以产生周期性的高电平信号和低电平信号；其中，挡光板和摆臂分别位于旋转轴的两侧；当旋转轴逆时针转动时，光电传感器产生高电平信号；当旋转轴顺时针转动时，光电传感器产生低电平信号；
4、所述数据处理方法包括以下步骤：
5、s1、同步采集干涉信号和光电传感器产生的电平信号；
6、s2、判断干涉信号的零光程差点是否对应于电平信号的高电平区域或低电平区域；
7、s3、若干涉信号的零光程差点对应于电平信号的高电平区域，则调大三角波信号的偏置电压，直至干涉信号的零光程差点处于电平信号的高电平区域与低电平区域之间的过渡区域；
8、若干涉信号的零光程差点对应于电平信号的低电平区域，则调小三角波信号的偏置电压，直至干涉信号的零光程差点处于电平信号的高电平区域与低电平区域之间的过渡区域。
9、作为优选方案，根据当前零光程差点相对于标准零光程差点偏移的采样点数量确定三角波信号的偏置电压的调节量；其中，标准零光程差点为电平信号的过渡区域的中心点。
10、作为优选方案，所述偏置电压的调节量为：
11、；
12、其中，，； m为摆臂的重量， b为磁铁的磁力， k为电磁线圈的磁通量， d为旋转轴与电磁线圈之间的距离， θ为摆臂的偏移角度， s为偏移距离， n为零光程差点偏移的采样点数量， λ为激光波长0.6328μm， l为旋转轴与动镜之间的距离。
13、作为优选方案，数据处理方法，还包括以下步骤：
14、s10、采集摆臂在一个摆动周期内的采样点数量 p；
15、s20、判断采样点数量 p是否处于目标采样点数量区间[p1，p2]；若否，则转至步骤s30；
16、s30、若 p＜p1，则调大三角波信号的电压幅值；
17、若 p＞p2，则调小三角波信号的电压幅值。
18、作为优选方案，根据p1- p或 p-p2确定三角波信号的电压幅值的调节量。
19、作为优选方案，所述电压幅值的调节量为：
20、；
21、其中，，； m为摆臂的重量， b为磁铁的磁力， k为电磁线圈的磁通量， d为旋转轴与电磁线圈之间的距离， β为摆臂的偏移角度， d为偏移距离，δ p为p1- p或 p-p2， λ为激光波长0.6328μm， l为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种傅里叶变换红外光谱仪的数据处理方法，傅里叶变换红外光谱仪的干涉部分包括旋转轴、摆臂和动镜，摆臂的两端分别与旋转轴和动镜连接，旋转轴采用电磁线圈与磁铁的组合进行驱动，电磁线圈通过三角波信号控制，旋转轴用于驱动摆臂周期性往复摆动，其特征在于，所述旋转轴还用于同步驱动挡光板活动配合于光电传感器的光路以产生周期性的高电平信号和低电平信号；其中，挡光板和摆臂分别位于旋转轴的两侧；当旋转轴逆时针转动时，光电传感器产生高电平信号；当旋转轴顺时针转动时，光电传感器产生低电平信号；
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，根据当前零光程差点相对于标准零光程差点偏移的采样点数量确定三角波信号的偏置电压的调节量；其中，标准零光程差点为电平信号的过渡区域的中心点。
3.根据权利要求2所述的数据处理方法，其特征在于，所述偏置电压的调节量为：
4.根据权利要求1-3任一项所述的数据处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，根据P1-P或P-P2确定三角波信号的电压幅值的调节量。
6.
7.一种傅里叶变换红外光谱仪的数据处理系统，应用如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理系统包括：
8.根据权利要求7所述的数据处理系统，其特征在于，所述采集模块还用于采集摆臂在一个摆动周期内的采样点数量P；
9.一种可读介质，所述可读介质中存储有指令，其特征在于，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-6任一项所述的数据处理方法。
...【技术特征摘要】
1.一种傅里叶变换红外光谱仪的数据处理方法，傅里叶变换红外光谱仪的干涉部分包括旋转轴、摆臂和动镜，摆臂的两端分别与旋转轴和动镜连接，旋转轴采用电磁线圈与磁铁的组合进行驱动，电磁线圈通过三角波信号控制，旋转轴用于驱动摆臂周期性往复摆动，其特征在于，所述旋转轴还用于同步驱动挡光板活动配合于光电传感器的光路以产生周期性的高电平信号和低电平信号；其中，挡光板和摆臂分别位于旋转轴的两侧；当旋转轴逆时针转动时，光电传感器产生高电平信号；当旋转轴顺时针转动时，光电传感器产生低电平信号；
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，根据当前零光程差点相对于标准零光程差点偏移的采样点数量确定三角波信号的偏置电压的调节量；其中，标准零光程差点为电平信号的过渡区域的中心点。
3.根据权利要求2所述的数据处理方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：于志伟，张建清，汪鲁见，邱梦春，张涵，王林，沈辉萍，吴垒，唐怀武，
申请(专利权)人：杭州泽天春来科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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