基于标准物质的近红外光谱校准方法、系统、装置及介质与流程

本发明涉及光谱校准，尤其涉及基于标准物质的近红外光谱校准方法、系统、电子装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、为了减少或消除仪器老化和温度等环境因素引发的谱图漂移现象，提高近红外光谱仪器采集光谱的稳定性和准确性，部分研究者通过对外界环境进行控制，以最大程度地降低环境因素对光谱数据的影响，从而提高光谱数据的稳定性。然而，近红外现场快速检测仪器的使用条件多样化且存在许多不确定因素，这使得控制外界环境的稳定非常困难。导致测定结果出现偏差，进而对近红外仪器的推广造成了困难。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于标准物质的近红外光谱校准方法，包括：

2、获得环境变化前后的标准物质的变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图；

3、对变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图按照横坐标划分成多个区域；

4、根据变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图在各区域的变化获得各区域的修正参数值；

5、获得待测样品的初始近红外光谱图，并对初始近红外光谱图划分成与标准物质对应的变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图相同的多个区域；

6、将初始近红外光谱图按照区域通过对应的修正参数值进行矫正，获得矫正后近红外光谱图；

7、将待测样品的矫正后近红外光谱图导入测量模型，得到待测样品的测量值，所述测量模型输入为矫正后近红外光谱图的横坐标和纵坐标，输出为测量指标，所述测量指标包括运动黏度、冰点、闪点、密度和馏程中的一个或多个。

8、根据本发明的一个方面，所述将初始近红外光谱图按照区域通过对应的修正参数值进行矫正的步骤包括：

9、获得标准物质的变化后标准红外光谱图和变化前标准红外光谱仪在各区域的纵坐标差值的均值，作为修正参数值；

10、在各区域，将待测样品的初始近红外光谱图与标准物质的修正参数值进行差值计算。

11、根据本发明的一个方面，所述获得环境变化前后的标准物质的变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图步骤之前还包括：

12、选择与待测样品近红外光谱相似的标准物质。

13、根据本发明的一个方面，所述选择与待测样品近红外光谱相似的标准物质的步骤包括：

14、选择与待测样品在近红外波段具有相似响应趋势的标准物质；

15、所述选择与待测样品在近红外波段具有相似响应趋势的标准物质的步骤包括：

16、选择与待测样品在近红外波段产生响应的位置与响应趋势相似的标准物质，所述响应趋势包括响应增高、响应降低和响应梯度中的一种或多种。

17、根据本发明的一个方面，所述对变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图按照横坐标划分成多个区域的步骤包括：

18、根据近红外光谱的响应趋势的变化划分区域；

19、优选地，所述根据近红外光谱的响应趋势的变化划分区域的步骤包括：

20、将响应波峰和响应波谷划分成不同区域；

21、当响应趋势发生变化时，将响应趋势变化前的近红外光谱划分成一个区域，将响应变化趋势变化后的近红外光谱划分成另一个区域。

22、根据本发明的一个方面，所述获得环境变化前后的标准物质的变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图的步骤包括：

23、判断检测时刻的环境是否变化；

24、当检测时刻环境变化时，测量标准物质的近红外光谱，获得变化后标准近红外光谱图。

25、根据本发明的一个方面，所述判断检测时刻的环境是否变化的步骤包括：

26、判断环境温度变化是否超过温度变化阈值，如果环境温度变化超过温度变化阈值环境变化；或/和

27、近红外光谱仪老化，判定环境变化；或/和

28、更换近红外光谱仪的元件，判定环境变化；或/和

29、如果更换整个近红外光谱仪时，判定环境变化；或/和

30、如果检测时刻的标准物质的近红外光谱图相对于变化前近红外光谱图的相对标准偏差超过偏差阈值，判定环境变化。

31、根据本发明的一个方面，所述获得环境变化前后的标准物质的变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图的步骤包括：

32、近红外光谱仪预热完成测量标准物质的近红外光谱图作为变化前标准近红外光谱图；

33、近红外光谱仪预热完成测量标准物质的近红外光谱图之后检测时刻测量的标准物质的近红外光谱图作为变化后标准近红外光谱图。

34、根据本发明的一个方面，所述标准物质为稳定物质，所述稳定物质为设定时间段，物质成分组成的变化小于变化阈值的物质。

35、本发明还提供一种基于标准物质的近红外光谱校准系统，包括：

36、采集模块，采集环境变化前后的标准物质的变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图以及采集环境变化后待测样品的初始近红外光谱图；

37、区域划分模块，按照横坐标划分采集模块采集的变化前标准近红外光谱图、变化后标准近红外光谱图和初始近红外光谱图；

38、矫正模块，对区域划分模块划分的标准物质的变化前标准近红外光谱图和变化后标准近红外光谱图在各区域的变化获得各区域的修正参数值，对区域划分模块划分的待测样品的初始近红外光谱图按照区域通过对应的修正参数值进行矫正，获得待测样品的矫正后近红外光谱图；

39、测量模块，将矫正模块获得的待测样品的矫正后近红外光谱图导入测量模型，得到待测样品的测量值，所述测量模型输入为矫正后近红外光谱图的横坐标和纵坐标，输出为测量指标，所述测量指标包括凝点、密度和馏程中的一个或多个；

40、优选地，所述矫正模块包括：

41、修正参数值获得单元，获得标准物质的变化后标准红外光谱图和变化前标准红外光谱仪在各区域的纵坐标差值的均值，作为修正参数值

42、差值单元，在各区域，将待测样品的初始近红外光谱图与标准物质的修正参数值进行差值计算；

43、优选地，还包括标准物质确定模块，将与待测样品近红外光谱相似的稳定物质作为标准物质；

44、进一步优选地，还包括环境变化判断模块，判断检测时刻的环境是否变化。

45、本发明还提供一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中包括基于标准物质的近红外光谱校准程序，所述基于标准物质的近红外光谱校准程序被所述处理器执行时实现上述基于标准物质的近红外光谱校准方法的步骤。

46、本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括基于标准物质的近红外光谱校准程序，所述基于标准物质的近红外光谱校准程序被处理器执行时，实现上述基于标准物质的近红外光谱校准的步骤。

47、本发明对标准物质的近红外光谱图进行区域划分，通过标准物质的近红外光谱变化体现环境变动，并以此为基础获得校正参数，实现分区域校正，可以准确反映不同环境下环境因素对光谱数据的影响。在进行校正过程中，对不同区域的数据求取差值，并对差值进行均值化处理，将其与待测近红外光谱相结合，完成校正，采用这种分区校正方法可以避免对没有受到环境影响的波段进行过度校正，同时确保对受环境因素影响较大的波段使用适当的校正参数，以确保校正程度的准确性，从而提高测定结果的准确性。

48、本发明还选择与待测样品近红外光谱相似的物质作为标准物质，模拟待测样品的光谱响应变化趋势，从而提高校正的可信度。