MatLab傅里叶红外光谱仪精确校准试验研究(3)

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该方法利用高新科技仪器去校准，所以校准精度比一般校准方法都要高，但是校准仪器其本身的误差就很难消除。

1.2.3 辐射定标方法-双温黑体法

对FTIR 进行辐射定标就是建立一个数学模型, 描述测得的光谱与投射到光谱仪入射光瞳内的辐射量之间的关系。实际测量中, 很多因素会影响到仪器测得的光谱, 比如光学系统中的反射镜、透镜、分束器以及电子学部分的滤波与放大电路等等。定标的数学模型必须把所有这些因素全部考虑进去, 消除其带来的偏差, 尽可能准确地还原得到进入FTIR 的辐射量。

在光谱仪不存在任何误差的理想状态下, 干涉图是对称的, 由干涉图做傅里叶变换会得到实数光谱。但实际上误差是难以避免的, 干涉图往往不对称, 相位误差的存在也使光谱成为复数光谱。通过严密的数学推导说明干涉图与复数光谱之间的联系, 最后提出复数光谱的辐亮度定标方法并进行误差分析。

双温黑体法，即采用另一个同样的黑体辐射源替代测量装置中样品加热器的位置，模拟发射率测量状况进行测量来验证测量系统的线性度。采用两个黑体和统计测量的方法消除黑体本身漂移带来的影响，而且可以在不同信号大小情况下验证线性度。

1.3 校准精度

傅里叶变换红外光谱仪的计量特性包括：波数示值误差、波束重复性、透射比重复性、分辨力、本地光谱能量分布、100%线的平直度和噪声。对于这些计量特性国内外都有不同的精度要求，在国内有专门的红外光谱仪校准规范[12]。例如对于波数示值误差要求是在3000cm-1的波束示值误差一般为士5cm-1；在1000cm-1的波束示值误差一般为士1cm-1。在美国，对于许多中红外（MIR）分光光度法的应用，国家物理实验室（NPL）提供了MIR传递标准定期透过率，正常反射率，半球反射率和波数，可用来测试和验证的工业红外光谱仪及其测量。国家物理实验室（NPL）正在开发与利用傅立叶变换（FT）工具的绝对校准等技术[13]。因此，目前对于傅里叶红外光谱仪精确校准试验研究可以说是有很大的必要性与可行性的。论文网

1.4 校准技术的进展

MIR标准现在由光栅仪器校准。校验客户的人工制品的首选方法是两阶段的过程。首先，国家物理实验室（NPL）校准和维护一组参考标准测量到一个已知的不确定性。为客户传递标准，或客户自己假拟，然后进行相对于一个适当的参考标准的测量。这种做法使系统的组成部分的结果的不确定性大大减少，特别是在一个类似的情况存在时。

国家物理实验室（NPL）对未来的目的是使用修正后的商业傅立叶变换（FT）仪器进行MIR标准校准。这是由对更换不在制造的光栅仪器的需要驱动的，并利用FT技术提供的好处。国际公认的方法制备了预算的不确定性的要求，所有已知的来源的不确定性的量化。对于许多应用程序，错误可能是由一个FT仪器不能被可靠地量化产生的，并在大多数情况下，有没有公认的技术进行评估。本文为一个标准实验室提出了一个重大问题。

使用有轻微修改的逻辑策略[ 6 ]使仪表尽量减少错误，像普通的透射率文物在当前的不确定性协议可以给光栅技术相对校准。这种水平的协议可以进一步改善。因此，相对校准的傅立叶变换（FT）使用不显著降低校准整体的不确定性，因此，NPL已经开始对实现其校准序列的相对标定过程。

然而，在FT技术可以应用于参考标准的绝对校准，需要进一步的研究来确定，消除或减少和量化的不确定性与技术相关的各种重要的来源。例外的是，以这个理由适用于红外半球反射率测量这种技术固有的不确定性大于目前在FTS后的策略[ 6 ]推荐已实施。目前的研究和开发的重点是坐标误差的最重要组件，其中之一是讨论如下。