專利名稱：基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種化學成分識別系統，尤其是涉及一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統。
背景技術：
由于危險化學品是復雜多樣的，有氣、固、液態，有機揮發物，水溶液等，特別是化工生產中可能會出現不明化學品及未知成分，通過定性分析可判斷化學品的名稱、種類，以便為后續的救援工作提供信息，從而可很好地應對化學品突發事故。由于拉曼光譜具有1、光源采用激光器，由于激光的單色性很好，激光拉曼光譜峰尖銳、分辨性高。2、拉曼光譜制樣簡單，不破壞樣品，對于固體樣品可直接通過固體支架測定，液體樣品可盛放在比色皿中測定，而固體粉末可以放在透明的塑料袋中在固體支架上直接測定或者采用比色皿測定。3、適用于水溶液體系的測量，由于水分子的不對稱性，在拉曼光譜上沒有伸縮振動頻率帶，而且其他的變形，剪切等振動頻率的譜帶很弱，因而水的拉曼光譜很簡單。這是拉曼光譜與紅外光譜相比最顯著的優點之一。4、拉曼活性的譜線是基團極化率隨簡正振動改變的關系，故拉曼光譜中只有少量的倍頻及組頻。所以，在激光拉曼譜圖上譜峰清楚，線數較少，往往僅出現基頻譜線，易于分析和辨認。5、檢測范圍廣，包括常見的無機物和有機物，能對生物大分子、天然與合成材料 (如碳納米管、光子晶體等)、礦石、活體動植物組織、水污染樣品、化學反應催化劑等等實現檢測。6、可以實時、實地檢測，測定速度快，操作方便簡單。光譜儀可以采用CCD作為光譜探測器，利用CCD能實現高速的全波段光譜掃描特性，可將光譜掃描時間縮短至幾秒甚
至更短。但現有拉曼光譜存在著光譜庫有限、無法進行遠程、現場比對識別等不足。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種適用范圍廣、測量精度高、測量效率高的基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于，包括計算機終端、拉曼光譜儀和數據庫服務器，所述的計算機終端分別與拉曼光譜儀、數據庫服務器連接；拉曼光譜儀采集產品拉曼光譜圖數據，并將其傳給計算機終端，計算機終端對采集的數據與數據庫服務器中的標準光譜圖數據進行比對來識別。所述的計算機終端通過USB連接線與拉曼光譜儀連接。
所述的拉曼光譜儀包括激光發生端激光接收端和拉曼探頭。所述的計算機終端對采集的數據與數據庫服務器中的標準光譜圖數據進行比對來識別具體為1)選取樣品測得其拉曼譜圖，建立標準譜圖數據庫；2)檢測未知樣品的拉曼譜圖，與標準譜圖相比較，計算其相關命中率指數 H.Q. I.，并判斷該相關命中率指數H. Q. I.是否小于設定閾值，若為是，則判定為同類物質， 若為否，則判定為非同類物質。所述的相關命中率指數H. Q. I.計算如下
權利要求
1.一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于，包括計算機終端、拉曼光譜儀和數據庫服務器，所述的計算機終端分別與拉曼光譜儀、數據庫服務器連接；拉曼光譜儀采集產品拉曼光譜圖數據，并將其傳給計算機終端，計算機終端對采集的數據與數據庫服務器中的標準光譜圖數據進行比對來識別。
2.根據權利要求1所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的計算機終端通過USB連接線與拉曼光譜儀連接。
3.根據權利要求1所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的拉曼光譜儀包括激光發生端激光接收端和拉曼探頭。
4.根據權利要求3所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的計算機終端對采集的數據與數據庫服務器中的標準光譜圖數據進行比對來識別具體為1)選取樣品測得其拉曼譜圖，建立標準譜圖數據庫；2)檢測未知樣品的拉曼譜圖，與標準譜圖相比較，計算其相關命中率指數H.Q. I.，并判斷該相關命中率指數H. Q. I.是否小于設定閾值，若為是，則判定為同類物質，若為否，則判定為非同類物質。
5.根據權利要求4所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的相關命中率指數H. Q. I.計算如下
6.根據權利要求4所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的樣品的選擇為1)對于液體及粉末樣品，選擇配置的樣品池進行測定，利用比色皿盛裝樣品后放置于樣品池中，并合上樣品池蓋阻止雜散光干擾，連接探頭后即可進行測定；2)對于粉末樣品，將其裝入透明塑料袋中，之后放置到固體支架上，連接探頭，并用探頭帽將探頭固定，進行測定；3)對于塊狀固體，將其表面處理后放置到固體支架上，連接探頭，并用探頭帽將探頭固定，進行測定。
7.根據權利要求4所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的閾值為10 30。
8.根據權利要求7所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的閾值為15 25。
9.根據權利要求8所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于，所述的閾值為20。
10.根據權利要求4所述的一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，其特征在于， 所述的標準譜圖數據庫可根據需要無限擴充。
全文摘要
本發明涉及一種基于拉曼光譜的化學成分快速識別系統，包括計算機終端、拉曼光譜儀和數據庫服務器，所述的計算機終端分別與拉曼光譜儀、數據庫服務器連接；拉曼光譜儀采集產品拉曼光譜圖數據，并將其傳給計算機終端，計算機終端對采集的數據與數據庫服務器中的標準光譜圖數據進行比對來識別。與現有技術相比，本發明具有適用范圍廣、測量精度高、測量效率高等優點。
文檔編號G01N21/65GK102507532SQ20111035557
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者劉剛, 商照聰, 張小沁, 林 建, 王露, 薛曉康 申請人:上海化工研究院
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