本發(fā)明涉及光電探測(cè)器標(biāo)定的
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種基于標(biāo)準(zhǔn)光源的光子計(jì)數(shù)器的標(biāo)定系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：光子計(jì)數(shù)器是一種微弱光檢測(cè)儀器，目前在生物醫(yī)學(xué)、免疫檢測(cè)和高速現(xiàn)象測(cè)量等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前常用的標(biāo)定方法為，光照度平方反比法和發(fā)光二極管法。光照度平方反比法指的是受點(diǎn)光源直接照射的面元上的光照度與面元到光源的距離成反比關(guān)系。因此需要高精度地測(cè)量不同點(diǎn)上的光強(qiáng)和與光源的距離，需要良好的暗室條件。由于這種方法需要高超的實(shí)驗(yàn)技巧和比較理想的實(shí)驗(yàn)條件，在不追求精度的情況下可以用來(lái)簡(jiǎn)單地測(cè)試光子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值的線性度。發(fā)光二極管法的原理是在穩(wěn)定的工作電流下，發(fā)光二極管能夠保持穩(wěn)定的光強(qiáng)輸出。根據(jù)電路參數(shù)和工作波長(zhǎng)，選取合適的光電二極管，在很弱的電流下，可以發(fā)射弱光。實(shí)際標(biāo)定時(shí)，控制工作電流，使得發(fā)光二極管的光強(qiáng)在光子計(jì)數(shù)器的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，根據(jù)讀取發(fā)光二極管的工作電流和計(jì)數(shù)值的關(guān)系判斷線性度。但是由于發(fā)光二級(jí)管不能提供整個(gè)工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光輸出，對(duì)于需要工作在非單一波長(zhǎng)下的光子計(jì)數(shù)器不適用。綜上所述，目前廣泛使用的光子計(jì)數(shù)器的標(biāo)定方案存在實(shí)驗(yàn)技巧要求過(guò)高或光源輸出波長(zhǎng)受限的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用覆蓋寬波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)光源的光子計(jì)數(shù)器的標(biāo)定方法，簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確地對(duì)本底計(jì)數(shù)、線性計(jì)數(shù)率、檢測(cè)范圍和檢測(cè)重復(fù)性進(jìn)行標(biāo)定與測(cè)試。一種基于標(biāo)準(zhǔn)光源的光子計(jì)數(shù)器的標(biāo)定系統(tǒng)，包括如下模塊：標(biāo)準(zhǔn)光源、光纖光路、遮光筒、光子計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)單元和上位機(jī)系統(tǒng)；所述光纖光路連接所述標(biāo)準(zhǔn)光源和所述遮光筒，所述光子計(jì)數(shù)器連接所述遮光筒和所述計(jì)數(shù)單元，所述計(jì)數(shù)單元通過(guò)RS232接口與所述上位機(jī)系統(tǒng)連接。所述上位系統(tǒng)包括上位機(jī)軟件和計(jì)算機(jī)。優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)光源由鹵素?zé)魺粝洹⒖烧{(diào)光闌、雙積分球衰減器、強(qiáng)度監(jiān)測(cè)探測(cè)器和出口強(qiáng)度顯示儀表組成。一種采用上述系統(tǒng)的光子計(jì)數(shù)器的標(biāo)定方法，包括如下步驟：(1)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)光源，使所述標(biāo)準(zhǔn)光源輸出300～2500nm波長(zhǎng)范圍、非線性誤差小于0.1％、線性測(cè)量范圍大于7個(gè)量級(jí)的復(fù)合白光；(2)調(diào)節(jié)所述標(biāo)準(zhǔn)光源上的微分筒以調(diào)節(jié)光闌大小，控制光強(qiáng)；(3)使所述標(biāo)準(zhǔn)光源通過(guò)所述光纖光路與所述遮光筒進(jìn)行耦合；(4)對(duì)所述光纖光路進(jìn)行穩(wěn)定性標(biāo)定；(5)控制環(huán)境變量，使溫度范圍為20-30℃，相對(duì)濕度為25-75％；(6)在使用前使所述光子計(jì)數(shù)器保持遮光，開(kāi)啟電源，預(yù)熱30分鐘后,由所述上位機(jī)軟件顯示的計(jì)數(shù)值，測(cè)試本底計(jì)數(shù)，并驗(yàn)證各處連接是否漏光；(7)開(kāi)啟標(biāo)準(zhǔn)光源，由所述標(biāo)準(zhǔn)光源的出口強(qiáng)度顯示儀表讀取當(dāng)前光強(qiáng)，記錄所述上位機(jī)軟件返回的光子計(jì)數(shù)值，標(biāo)定所述光子計(jì)數(shù)器的本底計(jì)數(shù)、檢測(cè)范圍、線性計(jì)數(shù)率和檢測(cè)重復(fù)性。所述步驟(7)使用的上位機(jī)軟件的運(yùn)行過(guò)程具體包括：1)復(fù)位計(jì)數(shù)單元，檢測(cè)計(jì)數(shù)單元與計(jì)算機(jī)的連接；2)設(shè)置計(jì)數(shù)閘門時(shí)間；3)對(duì)于計(jì)數(shù)單元返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀頭查詢、校驗(yàn)；4)使能讀數(shù)，獲取一個(gè)計(jì)數(shù)周期內(nèi)的讀數(shù)結(jié)果；5)允許查詢當(dāng)前計(jì)數(shù)周期的計(jì)數(shù)結(jié)果；6)允許設(shè)置多次測(cè)量。本發(fā)明的有益效果在于：(1)標(biāo)準(zhǔn)光源使用雙積分衰減器和實(shí)時(shí)強(qiáng)度檢測(cè)探測(cè)器，可獲得均勻、非線性誤差小的復(fù)合白光；(2)適用波長(zhǎng)范圍大，可對(duì)工作波長(zhǎng)在300nm至2500nm內(nèi)儀器進(jìn)行標(biāo)定；(3)標(biāo)定方法的可行性強(qiáng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)技巧要求低，可以直接量化檢驗(yàn)線性度并進(jìn)行校正。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本底計(jì)數(shù)標(biāo)定結(jié)果示意圖；圖3是檢測(cè)范圍標(biāo)定結(jié)果示意圖；圖4是線性度標(biāo)定結(jié)果示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，對(duì)實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。作為一個(gè)實(shí)施例，如圖1所示，一種光子計(jì)數(shù)器的標(biāo)定方法，包括標(biāo)準(zhǔn)光源1、光纖光路2、遮光筒3、光子計(jì)數(shù)器4、計(jì)數(shù)單元5和上位機(jī)系統(tǒng)6，對(duì)光子計(jì)數(shù)器的本底計(jì)數(shù)、檢測(cè)范圍、線性計(jì)數(shù)率和檢測(cè)重復(fù)性進(jìn)行標(biāo)定。具體標(biāo)定方法包括以下內(nèi)容：針對(duì)光子計(jì)數(shù)器的本底計(jì)數(shù)的標(biāo)定方案為：1)關(guān)閉光子探測(cè)器連接的遮光筒，開(kāi)啟微光檢測(cè)模塊電源，記錄溫度；2)微光檢測(cè)模塊預(yù)熱30分鐘，計(jì)數(shù)值穩(wěn)定時(shí)，記錄多組暗計(jì)數(shù)，取平均值；3)關(guān)閉微光檢測(cè)模塊電源，打開(kāi)擋光旋鈕，連接光纖，光纖另一端使用橡膠帽封閉；4)打開(kāi)微光檢測(cè)模塊電源，記錄計(jì)數(shù)值，判斷光纖是否帶來(lái)雜散光；5)連接微光發(fā)生校準(zhǔn)源和微光檢測(cè)模塊，保持微光發(fā)生系統(tǒng)電源關(guān)閉狀態(tài)，記錄計(jì)數(shù)值，判斷微光發(fā)生系統(tǒng)是否帶來(lái)雜散光影響。本底計(jì)數(shù)的標(biāo)定結(jié)果如附圖2所示，可見(jiàn)本底計(jì)數(shù)為45/s。針對(duì)光子計(jì)數(shù)器的檢測(cè)范圍測(cè)試方案為：1)連接微光發(fā)生系統(tǒng)和微光檢測(cè)模塊，開(kāi)啟微光檢測(cè)系統(tǒng)電源，預(yù)熱30分鐘，讀取本底計(jì)數(shù)；2)開(kāi)啟微光發(fā)生系統(tǒng)電源，使計(jì)數(shù)值達(dá)到10,000,000/s；3)輸出亮度逐量級(jí)遞減，記錄6組數(shù)據(jù)(微光檢測(cè)模塊輸出光子數(shù)Ci、微光發(fā)生系統(tǒng)光強(qiáng)Ii)，數(shù)據(jù)對(duì)本底計(jì)數(shù)修正；4)結(jié)果判定指標(biāo)：擬合后準(zhǔn)確的最高計(jì)數(shù)率達(dá)到10,000,000/s以上，最低計(jì)數(shù)100/s(視實(shí)際要求更改)以下，并且logCi和logIi的線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9以上，則達(dá)到儀器要求。檢測(cè)范圍的標(biāo)定結(jié)果如附圖3所示，滿足結(jié)果判定指標(biāo)。針對(duì)光子計(jì)數(shù)器的線性計(jì)數(shù)率的標(biāo)定方案為：1)連接微光發(fā)生系統(tǒng)和微光檢測(cè)模塊，開(kāi)啟微光檢測(cè)系統(tǒng)電源，預(yù)熱30分鐘，讀取本底計(jì)數(shù)；2)開(kāi)啟微光發(fā)生系統(tǒng)電源，使計(jì)數(shù)值達(dá)到11,000,000/s；3)等間距取點(diǎn)，使光強(qiáng)遞減，記錄計(jì)數(shù)值和微光發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)部傳感器獲得的光強(qiáng)值；4)對(duì)本底計(jì)數(shù)進(jìn)行修正，適當(dāng)選取區(qū)間作為校正參考區(qū)間，獲取線性校正參數(shù)；線性度的標(biāo)定結(jié)果如附圖4所示，計(jì)數(shù)值在200/s至30,000/s區(qū)間內(nèi)計(jì)數(shù)值與光強(qiáng)之間的線性度較好，可以使用擬合曲線作為校正曲線，減少光子堆積效應(yīng)的影響。針對(duì)光子計(jì)數(shù)器的檢測(cè)重復(fù)性的標(biāo)定方案為：1)連接微光發(fā)生系統(tǒng)和微光檢測(cè)模塊，開(kāi)啟微光檢測(cè)系統(tǒng)電源，預(yù)熱30分鐘；2)開(kāi)啟微光發(fā)生系統(tǒng)電源，使計(jì)數(shù)值達(dá)到10,000,000/s；3)使用上位機(jī)中循環(huán)計(jì)數(shù)功能，計(jì)數(shù)10次，計(jì)數(shù)值使用線性校正參數(shù)進(jìn)行校正，根據(jù)變異系數(shù)＝(標(biāo)準(zhǔn)差/均值)*100％，計(jì)算變異系數(shù)；4)調(diào)節(jié)光強(qiáng)，使計(jì)數(shù)值在10,000,000/s—1,000,000/s之間等間距取10個(gè)點(diǎn)重復(fù)步驟3。計(jì)數(shù)值在100,000/s—1,000,000/s之間等間距取10個(gè)點(diǎn)重復(fù)步驟3；最大變異系數(shù)小于3％(根據(jù)實(shí)際使用規(guī)定)則可以認(rèn)為完成標(biāo)定；檢測(cè)重復(fù)性的標(biāo)定結(jié)果如下表所示，滿足標(biāo)定要求。光強(qiáng)/cd平均值/sCV暗計(jì)數(shù)(29℃)763.75％5.02E-076964.31％4.20E-0669611.02％3.59E-05612740.38％4.00E-046687110.12％3.9566e-359295410.13％表1檢測(cè)重復(fù)性的標(biāo)定結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)標(biāo)準(zhǔn)光源使用雙積分衰減器和實(shí)時(shí)強(qiáng)度檢測(cè)探測(cè)器，可獲得均勻、非線性誤差小的復(fù)合白光；(2)適用波長(zhǎng)范圍大，可對(duì)工作波長(zhǎng)在300nm至2500nm內(nèi)儀器進(jìn)行標(biāo)定；(3)標(biāo)定方法的可行性強(qiáng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)技巧要求低，可以直接量化檢驗(yàn)線性度并進(jìn)行校正。此實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3