CN105938090A - 一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法及其设备，该方法包括：将能够线性混合的n种纯液体以及混合后的混合液体分别以相同的厚度L放入相同的透明器皿中；利用光源分别照射所述n种纯液体以及所述混合液体，并检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n‑1下的光谱光强；根据公式计算第p种纯液体在波长λ_q下的吸光系数A_p(λ_q)，最后根据相应公式计算所述n种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

Description

一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法及其设备

技术领域

本公开涉及光谱检测领域，特别涉及一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法及其设备。

背景技术

目前，检测混合液体的混合比例(例如检测芝麻油掺假)的方法主要有化学显色法、紫外分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法，以及近红外光谱检测法等。这些方法中有的只能定性检测，有的所需仪器昂贵，操作繁琐复杂，人员也需要专业培训。近年来，近红外光谱分析技术逐渐得到应用，其具有检测速度快，结果较为精确的优点，因此，受到广泛关注，但该方法仍然存在仪器价格贵，需要配制大量比例样本来标定定量关系曲线，并且数据需要预处理后用专业软件进行复杂的回归统计分析，并不方便现场使用等缺陷。

发明内容

本公开的各实施例提供了一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法及其设备。

本公开的一个方面提供了一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法，其特征在于，包括：

将能够线性混合的n种纯液体以及混合后的混合液体分别以相同的厚度L放入相同的透明器皿中；

利用光源分别照射所述n种纯液体以及所述混合液体，并检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强；

根据公式计算第p种纯液体在波长λ_q下的吸光系数A_p(λ_q)，其中p的取值范围为1到n，q的取值范围为1到n-1，I₀(λ_q)是所检测的所述光源在波长λ_q下的光谱光强，I_p(λ_q)是所检测的第p种纯液体在波长λ_q下的光谱光强；

根据公式计算所述n种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例；

其中I_m(λ₁)、I_m(λ₂)、……I_m(λ_n-1)是所检测的所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，I₀(λ₁)、I₀(λ₂)、……I₀(λ_n-1)是所检测的所述光源分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，K₁是第1种纯液体所占比例，K₂是第2种纯液体所占比例，1-K₁-K₂-…-K_n-1是第n种纯液体所占比例，A₁(λ₁)、A₁(λ₂)、……A₁(λ_n-1)是所计算的第1种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A₂(λ₁)、A₂(λ₂)、……A₂(λ_n-1)是所计算的第2种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A_n(λ₁)、A_n(λ₂)、……A_n(λ_n-1)是所计算的第n种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为三种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为M，第2种纯液体所占比例为N，第3种纯液体所占比例为1-M-N，利用波长λ₁、λ₂的光源并根据公式计算所述三种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为两种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，第2种纯液体所占比例为1-K，利用波长λ的光源并根据公式计算所述两种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

根据本公开的一个实施例，其中所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，其计算公式为所述K的误差表达式为

根据本公开的一个实施例，根据ΔK选取所述光源的波长λ以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：所述第1种液体的光谱光强I₁(λ)、所述第2种液体的光谱光强I₂(λ)、以及所述第1种液体和所述第2种液体之间的吸光度差值[lnI₁(λ)-lnI₂(λ)]。

根据本公开的一个实施例，其中所述光源的波长λ根据先验知识确定为已知波长值时，所述K的误差表达式为

根据本公开的一个实施例，其中根据ΔK选取所述厚度L的值以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：以及

根据本公开的一个实施例，其中检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，还包括：

将所检测的所述光源的光谱光强作为参考光源光强，并从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述参考光源光强，以获得消除光源抖动影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

根据本公开的一个实施例，其中检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，还包括：

将从所述透明器皿中的液体表面检测的液面表面反射光的光谱光强作为液面表面反射光强，并从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述液面表面反射光强，以获得消除液面表面反射损失影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括其中每种纯液体透明并且相互混合后不发生反应的n种纯液体。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括能够线性混合的食用油，所述食用油包括能够线性混合的植物油。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的植物油包括能够线性混合以下各项中的至少两项：芝麻油、菜籽油、棉籽油、花生油、大豆油，橄榄油、玉米油、葵花籽油。

本公开的另一方面还提供了一种多光谱检测混合液体的混合比例的设备，其特征在于，包括：

多个相同的透明器皿，被设置为将能够线性混合的n种纯液体以及混合后的混合液体分别以相同的厚度L放入所述透明器皿中；

光谱检测装置，被设置为利用光源分别照射所述n种纯液体以及所述混合液体，并检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强；

计算机，被设置为：

根据公式计算第p种纯液体在波长λ_q下的吸光系数A_p(λ_q)，其中p的取值范围为1到n，q的取值范围为1到n-1，I₀(λ_q)是所检测的所述光源在波长λ_q下的光谱光强，I_p(λ_q)是所检测的第p种纯液体在波长λ_q下的光谱光强；

根据公式计算所述n种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例；

其中I_m(λ₁)、I_m(λ₂)、……I_m(λ_n-1)是所检测的所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，I₀(λ₁)、I₀(λ₂)、……I₀(λ_n-1)是所检测的所述光源分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，K₁是第1种纯液体所占比例，K₂是第2种纯液体所占比例，1-K₁-K₂-…-K_n-1是第n种纯液体所占比例，A₁(λ₁)、A₁(λ₂)、……A₁(λ_n-1)是所计算的第1种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A₂(λ₁)、A₂(λ₂)、……A₂(λ_n-1)是所计算的第2种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A_n(λ₁)、A_n(λ₂)、……A_n(λ_n-1)是所计算的第n种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为三种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为M，第2种纯液体所占比例为N，第3种纯液体所占比例为1-M-N，

所述计算机被设置为利用波长λ₁、λ₂的光源并根据公式

计算所述三种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为两种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，第2种纯液体所占比例为1-K，

所述计算机被设置为利用波长λ的光源并根据公式计算所述两种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

根据本公开的一个实施例，其中所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，其计算公式为所述K的误差表达式为

根据本公开的一个实施例，其中所述计算机被设置为根据ΔK选取所述光源的波长λ以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：所述第1种液体的光谱光强I₁(λ)、所述第2种液体的光谱光强I₂(λ)、以及所述第1种液体和所述第2种液体之间的吸光度差值[lnI₁(λ)-lnI₂(λ)]。

根据本公开的一个实施例，其中所述光源的波长λ根据先验知识确定为已知波长值时，所述K的误差表达式为

根据本公开的一个实施例，其中所述计算机被设置为根据ΔK选取所述厚度L的值以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：以及

根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿在需要增大所述厚度L的值时被设置为底部由两个分别与水平面对称呈45度的容器壁相交而成，两个容器壁的外表面或内表面镀有反射膜以使得所述光源的入射光经两个容器壁反射后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿在需要增大所述厚度L的值时被设置为底部是顶角为90度的实体等腰三角形结构，所述实体等腰三角形结构的材质包括石英玻璃或透明塑料，所述实体等腰三角形结构被设置为使得所述光源的入射光内反射后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿在需要增大所述厚度L的值时被设置为底部是平底的并在所述底部的外侧上放置一个顶角为90度的三角棱镜，所述平底的底部和所述三角棱镜的材质包括石英玻璃或透明塑料，所述平底的底部和所述三角棱镜被设置为使得所述光源的入射光内反射后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿包括尺寸小的第一平底透明容器、以及容纳所述第一平底透明容器的第二平底透明容器，所述第一平底透明容器和所述第二平底透明容器中放置相同的液体，所述第一平底透明容器浸入所述第二平底透明容器中，所述第一平底透明容器和所述第二平底透明容器之间的垂直方向上的位置能够调节，以使得所述第一平底透明容器内的液面与所述第二平底透明容器的底部之间的液体的厚度能够调节。

根据本公开的一个实施例，其中，所述第二平底透明容器的外侧还设有一个顶角为90度的三角棱镜，所述三角棱镜的材质包括石英玻璃或透明塑料，所述三角棱镜被设置为使得所述光源的入射光经所述第一平底透明容器和所述第二平底透明容器后在所述三角棱镜中全反射后，再经所述第二平底透明容器和所述第一平底透明容器后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿包括两组并排放置的第一可调厚度容器和第二可调厚度容器，所述第一可调厚度容器包括尺寸小的第一平底透明容器、以及容纳所述第一平底透明容器的第二平底透明容器，所述第二可调厚度容器包括尺寸小的第三平底透明容器、以及容纳所述第三平底透明容器的第四平底透明容器，所述第一平底透明容器和第二平底透明容器中放置相同的由所述第1种纯液体和所述第2种纯液体混合形成的混合液体，所述第三平底透明容器中放置所述第1种纯液体，所述第四平底透明容器中放置所述第2种纯液体，所述第一可调厚度容器和所述第二可调厚度容器的大小相同，所述第一平底透明容器中混合溶液的厚度与所述第三平底透明容器中第1种纯液体的厚度相同，所述第二平底透明容器中混合溶液的厚度与所述第四平底透明容器中第2种纯液体的厚度相同，所述第一平底透明容器和所述第三平底透明容器之间设有连接臂，所述连接臂被设置为在垂直方向上同步调整所述第一平底透明容器和所述第三平底透明容器的高度。

根据本公开的一个实施例，其中，所述第1种纯液体和所述第2种纯液体的混合比例被设置为：在用两束相同的平行入射光束分别照射所述第一可调厚度容器和第二可调厚度容器的情况下，当调整所述连接臂使得分别经过所述第一可调厚度容器和第二可调厚度容器的出射光被检测为相同时，所述第三平底透明容器中的第1种纯液体的厚度L1与所述第三平底透明容器的底部到所述第四平底透明容器的底部之间的第2种纯液体的厚度L2的比值即为所述第1种纯液体和所述第2种纯液体的混合比例。

根据本公开的一个实施例，该设备还包括：

参考光源光强探测器，被设置为检测所述光源的光谱光强作为参考光源光强，

所述计算机被设置为从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述参考光源光强，以获得消除光源抖动影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

根据本公开的一个实施例，该设备还包括：

液面反射光强探测器，被设置为检测从所述透明器皿中的液体表面反射的光的光谱光强作为液面表面反射光强，

所述计算机被设置为从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述液面表面反射光强，以获得消除液面表面反射损失影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括其中每种纯液体透明并且相互混合后不发生反应的n种纯液体。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括能够线性混合的食用油，所述食用油包括能够线性混合的植物油。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的植物油包括能够线性混合以下各项中的至少两项：芝麻油、菜籽油、棉籽油、花生油、大豆油，橄榄油、玉米油、葵花籽油。

根据本公开的一个实施例，所述计算机被设置为在所述n种纯液体或所述混合液体的吸光系数高的波长处增加所述光源的强度，所述光源包括用于提高特定波长处的强度的短暂曝光的闪光光源。

与现有技术相比，本公开具有以下优点：本公开提供了一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法及其设备，其可以检测能够线性混合的混合液体的混合比例，可以避免以往常规方法中需要复杂的仪器和大量样本的标定来定量分析的缺陷，相应地，可以制作出便携快捷的适于现场使用的定量检测仪器，并且可以应用到能够线性混合的各种混合液体的混合比例的检测中(例如混合油的检测)。

附图说明

为了更清楚的说明本公开的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本公开一个实施例的多光谱检测混合液体的混合比例的方法的流程示意图；

图2为根据本公开一个实施例的多光谱检测混合液体的混合比例的设备的结构示意图；

图3为根据本公开一个实施例的透明器皿等结构的示意图；

图4为根据本公开另一实施例的透明器皿等结构的示意图；

图5为根据本公开又一实施例的透明器皿等结构的示意图；

图6为根据本公开又一实施例的透明器皿等结构的示意图；

图7为根据本公开又一实施例的透明器皿等结构的示意图；

图8为根据本公开又一实施例的透明器皿等结构的示意图；

图9为根据本公开又一实施例的透明器皿等结构的示意图；

图10为根据本公开另一实施例的多光谱检测混合液体的混合比例的设备的结构示意图；以及

图11为根据本公开又一实施例的多光谱检测混合液体的混合比例的设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本公开的一部分实施例，不是全部的实施例，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

如图1所示，本公开各实施例提供了一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法，包括：

步骤S100：将能够线性混合的n种纯液体以及混合后的混合液体分别以相同的厚度L放入相同的透明器皿中；

步骤S102：利用光源分别照射所述n种纯液体以及所述混合液体，并检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强；

步骤S104：根据公式计算第p种纯液体在波长λ_q下的吸光系数A_p(λ_q)，其中p的取值范围为1到n，q的取值范围为1到n-1，I₀(λ_q)是所检测的所述光源在波长λ_q下的光谱光强，I_p(λ_q)是所检测的第p种纯液体在波长λ_q下的光谱光强；

步骤S106：根据公式

计算所述n种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例；

其中I_m(λ₁)、I_m(λ₂)、……I_m(λ_n-1)是所检测的所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，I₀(λ₁)、I₀(λ₂)、……I₀(λ_n-1)是所检测的所述光源分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，K₁是第1种纯液体所占比例，K₂是第2种纯液体所占比例，1-K₁-K₂-…-K_n-1是第n种纯液体所占比例，A₁(λ₁)、A₁(λ₂)、……A₁(λ_n-1)是所计算的第1种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A₂(λ₁)、A₂(λ₂)、……A₂(λ_n-1)是所计算的第2种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A_n(λ₁)、A_n(λ₂)、……A_n(λ_n-1)是所计算的第n种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数。

本公开中的原理介绍如下：朗伯-比尔吸收定律是透明液体的基本吸收规律，对单一成分纯净液体的应用是精确易行的，例如，单一组分液体的朗伯-比尔吸收公式如以下公式所示：I(λ)＝I₀(λ)·e^-A(λ)·L，式中I₀(λ)表示波长λ处的入射光强度，I(λ)表示经过液体吸收之后波长λ的出射光强度，A(λ)表示波长λ处单位厚度液体的吸光系数，L表示液体层的厚度(厚度L的值可以根据经验预先选定，也可以通过后文介绍的图3到图9中所示的透明器皿的相应结构设计来根据实际需要调节(例如增大)厚度L的值)，A(λ)·L表示厚度为L的液体的吸光度。对于固定的液体，其吸光系数A(λ)是恒定的。

对于多种成分的某些混合液体而言，由于不同成分间可能发生化学反应，导致某些混合液体的吸光度并非由各单一成分液体的吸光度的线性相加，所以利用朗伯-比尔吸收定律直接计算不同成分间可能发生化学反应的某些混合液体的各成分比例有一定局限。正是由于该原因，现有的多种检测例如芝麻掺杂油的方法或者利用化学显色剂先使油中的特定成分析解出来再测定光谱，或者直接测定其光谱，然后对得到的光谱数据进行复杂的预处理和回归统计分析，从而得到掺杂浓度曲线和公式；但这样的常规检测方法并不能体现基本的物理关系，而且需要配制大量掺杂比例样本，操作复杂，仪器昂贵，也不适宜现场使用。

因此，本公开中针对能够线性混合的多种(例如n种)纯液体混合后的混合液体进行多光谱检测，从而检测出混合液体的混合比例，例如由于植物油的主要组成部分是分子结构相近的各种单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸，以及少量维生素和矿物质等微量元素，因此不同种类的植物油(例如芝麻油、菜籽油、棉籽油、花生油、大豆油，橄榄油、玉米油、葵花籽油等中的两种或更多种植物油)混合后各成分间的化学反应十分微弱，可认为是一种线性混合，本公开针对这样的能够线性混合的多种(例如n种)纯液体混合后的混合液体进行多光谱检测，以便检测出混合液体的混合比例，由于能够直接利用朗伯-比尔吸收机理计算得出混合液体的混合比例(例如芝麻油和菜籽油混合后的混合液体中的菜籽油的掺杂比例)，因此避免以往常规方法中需要复杂的仪器和大量样本的标定来定量分析的缺陷，相应地，可以制作出便携快捷的适于现场使用的定量检测仪器，并且可以应用到能够线性混合的各种混合液体的混合比例的检测中(例如混合油的检测)。例如，本公开中使用的光谱波段可以是紫外波段、可见、近红外波段、红外波段等所有存在固定吸收差异的波段。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为三种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为M，第2种纯液体所占比例为N，第3种纯液体所占比例为1-M-N，利用波长λ₁、λ₂的光源并根据公式计算所述三种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

例如，如果三种纯液体(例如油)混合，则根据朗伯-比尔吸收定律，在波长λ下有以下公式：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_1\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\·e^{-A_1\left(\mathrm{\λ}\right)\·L}\\ I_2\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\·e^{-A_2\left(\mathrm{\λ}\right)\·L}\\ I_3\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\·e^{-A_3\left(\mathrm{\λ}\right)\·L}\\ I_m\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\·e^{-\[A_1\left(\mathrm{\λ}\right)\·M+A_2\left(\mathrm{\λ}\right)\·N+A_3\left(\mathrm{\λ}\right)\·(1-M-N)\]\·L}\end{array}\right.$

其中M是第1种纯液体所占比例，N是第2种纯液体所占比例，1-M-N是第3种纯液体所占比例。由于有M、N两个未知数，所以需要两个波长(例如波长λ₁、λ₂)处的光强度的测量值，然后解出包含以下两个方程的方程组：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_m\left({\mathrm{\λ}}_1\right)=I_0\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·e^{-\[A_1\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·M+A_2\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·N+A_3\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·(1-M-N)\]\·L}\\ I_m\left({\mathrm{\λ}}_2\right)=I_0\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·e^{-\[A_1\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·M+A_2\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·N+A_3\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·(1-M-N)\]\·L}\end{array}\right.$

通过解这样的方程组，可以求出M、N，从而计算出三种纯液体所占比例。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为两种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，第2种纯液体所占比例为1-K，利用波长λ的光源并根据公式计算所述两种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

例如，如果两种纯液体(例如油)混合，则根据朗伯-比尔吸收定律，在波长λ下有以下公式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_1\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\·e^{-A_1\left(\mathrm{\λ}\right)\·L}\\ I_2\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\·e^{-A_2\left(\mathrm{\λ}\right)\·L}\\ I_m\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\·e^{-\[A_1\left(\mathrm{\λ}\right)\·K+A_2\left(\mathrm{\λ}\right)\·(1-K)\]\·L}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中K是第1种纯液体的所占比例，则1-K是第2种纯液体的所占比例。I₀(λ)、I₁(λ)、I₂(λ)、I_m(λ)可以由光谱检测***测定，从而可求出A₁(λ)·L、A₂(λ)·L，然后可解算下面的公式(2)，从而得到混合比例K：

$K=\frac{\ln I_m\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)}{\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)}---\left(2\right)$

由此可见，可以在一个波长λ下利用测得的I₁(λ)、I₂(λ)、I_m(λ)来求出K，从而计算出两种纯液体所占比例。

根据本公开的一个实施例，其中所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，其计算公式为所述K的误差表达式为

根据本公开的一个实施例，根据ΔK选取所述光源的波长λ以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：所述第1种液体的光谱光强I₁(λ)、所述第2种液体的光谱光强I₂(λ)、以及所述第1种液体和所述第2种液体之间的吸光度差值[lnI₁(λ)-lnI₂(λ)]。

例如，如果两种纯液体(例如植物油)混合，则根据公式(2)计算混合比例K，由于实际采集光谱时存在光源抖动、暗电流等因素影响，检测到的I₁(λ)、I₂(λ)、I_m(λ)都会存在误差，从而导致由公式(2)计算出的混合比例K发生偏差。为了提高检测准确性，需要选择合适的光照和波长来计算混合比例K，使误差最小。对于公式(2)，混合比例K的误差表达式如公式(3)所示：

${\mathrm{\ΔK}}^2={\left(\frac{\∂K}{\∂I_m}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_m}^2+{\left(\frac{\∂K}{\∂I_1}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_1}^2+{\left(\frac{\∂K}{\∂I_2}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_2}^2---\left(3\right)$

进一步地，公式(3)可写为公式(4)：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔK}}^2={\left(\frac{1}{I_m\left(\mathrm{\λ}\right)\·\[\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\]}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_m}^2+{\left(\frac{\ln I_m\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)}{I_1\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\[\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\]}^2}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_1}^2\\ +{\left(\frac{\ln I_m\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)}{I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\[\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\]}^2}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_2}^2\end{array}---\left(4\right)$

然后，公式(4)再结合公式(2)可以进一步简化为公式(5)：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔK}}^2={\left(\frac{1}{{\{I_1\left(\mathrm{\λ}\right)\·\[\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\]\}}^K\·{\{I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\·\[\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\]\}}^{(1-K)}}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_m}^2\\ +{\left(\frac{K}{I_1\left(\mathrm{\λ}\right)\·\[\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\]}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_1}^2+{\left(\frac{1-K}{I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\·\[\ln I_1\left(\mathrm{\λ}\right)-\ln I_2\left(\mathrm{\λ}\right)\]}\right)}^2\·{{\mathrm{\ΔI}}_2}^2\end{array}---\left(5\right)$

由公式(5)可以看出，如果要减小混合比例K的检测误差，需要有较大的光强I₁(λ)、I₂(λ)值和较大的吸光度差值[ln I₁(λ)-ln I₂(λ)]，使得光强和吸光度差值的乘积项I₁(λ)·[ln I₁(λ)-ln I₂(λ)]和I₂(λ)·[ln I₁(λ)-ln I₂(λ)]要足够大，也即要有足够高的入射光照强度，并且选取第1种纯液体和第2种纯液体之间有较大的吸收差异的波长λ作为检测波长。另外，例如可以在吸光度差值[ln I₁(λ)-ln I₂(λ)]最大的波长处，使得光源I₀(λ)的光强最大(或较大)，以使得I₁(λ)·[ln I₁(λ)-ln I₂(λ)]和I₂(λ)·[ln I₁(λ)-ln I₂(λ)]最大(或较大)。

根据本公开的一个实施例，其中所述光源的波长λ根据先验知识确定为已知波长值时，所述K的误差表达式为

例如，先验知识可以是前期试验(例如对不同种类的植物油进行测量)时积累的数据，这些经验数据可以存储在计算机等设备中，从而方便后续使用，例如可以在现场需要检测混合溶液中纯液体所占比例的场合中根据存储的波长列表来选择最接近的波长作为光源的波长。

根据本公开的一个实施例，其中根据ΔK选取所述厚度L的值以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：以及

根据本公开的一个实施例，其中检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，还包括：

将所检测的所述光源的光谱光强作为参考光源光强，并从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述参考光源光强，以获得消除光源抖动影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

例如，所述n种纯液体以及所述混合液体可以分别使用对应的光源，这些光源在结构等方面是相同的，在检测所述n种纯液体中的每种纯液体时需要对应地获得相应的光源的光谱光强作为参考光源光强，从而方便后续(例如在计算混合比例的过程中)分别去除这样的参考光源光强；而在检测混合液体时需要对应地获得其光源的光谱光强作为参考光源光强，从而方便后续(例如在计算混合比例的过程中)去除这样的参考光源光强。

根据本公开的一个实施例，其中检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，还包括：

将从所述透明器皿中的液体表面检测的液面表面反射光的光谱光强作为液面表面反射光强，并从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述液面表面反射光强，以获得消除液面表面反射损失影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

例如，在检测所述n种纯液体中的每种纯液体时，需要获得其相应的透明器皿中的液体表面检测的液面表面反射光的光谱光强作为液面表面反射光强，从而方便后续(例如在计算混合比例的过程中)分别去除这样的液面表面反射光强；而在检测混合液体时，需要获得相应的透明器皿中的液体表面检测的液面表面反射光的光谱光强作为液面表面反射光强，从而方便后续(例如在计算混合比例的过程中)分别去除这样的液面表面反射光强。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括其中每种纯液体透明并且相互混合后不发生反应的n种纯液体。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括能够线性混合的食用油，所述食用油包括能够线性混合的植物油。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的植物油包括能够线性混合以下各项中的至少两项：芝麻油、菜籽油、棉籽油、花生油、大豆油，橄榄油、玉米油、葵花籽油。

如图2所示，本公开的各实施例还提供了一种多光谱检测混合液体的混合比例的设备，包括：

多个相同的透明器皿1，被设置为将能够线性混合的n种纯液体以及混合后的混合液体分别以相同的厚度L放入所述透明器皿中；

光谱检测装置2，被设置为利用光源3分别照射所述n种纯液体以及所述混合液体，并检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强；

计算机4，被设置为：

根据公式计算第p种纯液体在波长λ_q下的吸光系数A_p(λ_q)，其中p的取值范围为1到n，q的取值范围为1到n-1，I₀(λ_q)是所检测的所述光源在波长λ_q下的光谱光强，I_p(λ_q)是所检测的第p种纯液体在波长λ_q下的光谱光强；

根据公式计算所述n种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例；

其中I_m(λ₁)、I_m(λ₂)、……I_m(λ_n-1)是所检测的所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，I₀(λ₁)、I₀(λ₂)、……I₀(λ_n-1)是所检测的所述光源分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，K₁是第1种纯液体所占比例，K₂是第2种纯液体所占比例，1-K₁-K₂-…-K_n-1是第n种纯液体所占比例，A₁(λ₁)、A₁(λ₂)、……A₁(λ_n-1)是所计算的第1种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A₂(λ₁)、A₂(λ₂)、……A₂(λ_n-1)是所计算的第2种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A_n(λ₁)、A_n(λ₂)、……A_n(λ_n-1)是所计算的第n种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数。

例如，如图2所示，本公开中的一种多光谱检测混合液体的混合比例的设备中，光源3采用10W的卤钨灯泡，光谱范围380～820nm，经过近距离的直径2mm的小孔光阑5形成点光源。发射光经过一个渐变光阑6后入射到一个焦距75mm的准直透镜7产生平行光，垂直照射到放置在透明器皿1(例如PMMA材料的平底实验皿)中的油样表面，经过油样吸收后的平行光由安放在透明器皿1(例如其底部的托盘)中央的光纤探头8接收，传至光谱检测装置2(例如光纤光谱仪检测模块)，并由计算机4采集数据。例如，光谱检测装置2可以是光纤光谱仪，其可以是美国Ocean Optics的USB4000型，光谱响应范围200～1100nm，所用光谱分辨率0.3nm，采集时间100ms，平滑次数8次。例如，本公开中的计算机4可以是带有可充电电池的便携式计算机、平板电脑、或移动终端设备(例如移动电话)等，从而可以与光谱检测装置2和光源3等其他设备相互配合，以便制作成便携快捷的适于现场使用的定量检测仪器。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为三种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为M，第2种纯液体所占比例为N，第3种纯液体所占比例为1-M-N，

所述计算机被设置为利用波长λ₁、λ₂的光源并根据公式

计算所述三种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

根据本公开的一个实施例，其中所述n种纯液体为两种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，第2种纯液体所占比例为1-K，

所述计算机被设置为利用波长λ的光源并根据公式计算所述两种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

根据本公开的一个实施例，中所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，其计算公式为所述K的误差表达式为

根据本公开的一个实施例，其中所述计算机被设置为根据ΔK选取所述光源的波长λ以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：所述第1种液体的光谱光强I₁(λ)、所述第2种液体的光谱光强I₂(λ)、以及所述第1种液体和所述第2种液体之间的吸光度差值[lnI₁(λ)-lnI₂(λ)]。

根据本公开的一个实施例，其中所述光源的波长λ根据先验知识确定为已知波长值时，所述K的误差表达式为

例如，以上公式是由公式和公式推导出的，其中A₁(λ)、A₂(λ)是第1种液体和第2种液体的固定属性，即单位厚度液体的吸光系数，在特定波长值λ的情况下，I₀(λ)由光源决定，而A₂(λ)-A₁(λ)由第1种液体和第2种液体的固定属性来决定，因此为了获得最小的检测误差ΔK，只需要选择厚度L的值使得以及的乘积最大即可。

根据本公开的一个实施例，其中所述计算机被设置为根据ΔK选取所述厚度L的值以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：以及

如图3所示，根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿在需要增大所述厚度L的值时被设置为底部由两个分别与水平面对称呈45度的容器壁相交而成，两个容器壁的外表面或内表面镀有反射膜以使得所述光源的入射光经两个容器壁反射后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

例如，图3中，20是平行光出射口，21是光电传感器或光纤端口，22是玻璃或石英玻璃或塑料，23是待测液体，24是镀反射膜的45度反射面(反射膜可以镀在内表面，也可以镀在外表面)。例如，透明器皿的容器底部是顶角为90度的等腰三角形结构，由两个分别与水平面对称成45度的容器壁相交而成，容器壁的外表面或内表面镀有反射膜，入射光束经过两个反射面反射后以平行于入射光的方向反向返回，由光谱检测装置(例如光电传感器或光谱仪的光纤端口)接收，这样可以使光束在溶液中的光程加倍，适用于A(λ)很小，检测厚度L＝1/A(λ)很大的情况。

如图4所示，根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿在需要增大所述厚度L的值时被设置为底部是顶角为90度的实体等腰三角形结构，所述实体等腰三角形结构的材质包括石英玻璃或透明塑料，所述实体等腰三角形结构被设置为使得所述光源的入射光内反射后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

例如，图4中，30是全反射，31是玻璃或石英玻璃或塑料(不用镀膜)。透明器皿的容器底部是顶角为90度的实体等腰三角形结构，材质可以是玻璃、石英玻璃或透明塑料，这样光束在实体等腰三角形底部的45度反射面上发生全内反射，从而可以避免在反射面上镀反射膜。

如图5所示，根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿在需要增大所述厚度L的值时被设置为底部是平底的并在所述底部的外侧上放置一个顶角为90度的三角棱镜，所述平底的底部和所述三角棱镜的材质包括石英玻璃或透明塑料，所述平底的底部和所述三角棱镜被设置为使得所述光源的入射光内反射后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

例如，图5中，41是全反射，42是玻璃或石英玻璃或塑料(不用镀膜)。其中，透明器皿的容器结构是分离的，由上方一个平底容器和下方放置的一个顶角为90度的三角棱镜组成，平底容器和三角棱镜的材质可以是玻璃、石英玻璃或塑料等透明材料，光束透过平底容器底部进入三角棱镜，在三角棱镜中发生全反射后平行返回。

如图6所示，根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿包括尺寸小的第一平底透明容器、以及容纳所述第一平底透明容器的第二平底透明容器，所述第一平底透明容器和所述第二平底透明容器中放置相同的液体，所述第一平底透明容器浸入所述第二平底透明容器中，所述第一平底透明容器和所述第二平底透明容器之间的垂直方向上的位置能够调节，以使得所述第一平底透明容器内的液面与所述第二平底透明容器的底部之间的液体的厚度能够调节。

例如，图6中，51是第一平底透明容器，52是第二平底透明容器，53是平行光出射口，54是同一种液体，55是光电传感器或光纤端口。例如，透明器皿的容器整体结构由一个小的第一平底透明容器和一个大的第二平底透明容器构成，两个透明容器中同时放置同一种液体(即待测纯液体或混合液体)，第一平底透明容器浸入在第二平底透明容器中，第一平底透明容器或第二平底透明容器有一个是固定的，另一个可在例如外部电机的带动下做精密的垂直移动，从而使得由第一平底透明容器的液面端到第二平底透明容器的底部之间的液体厚度是精密可调的。入射平行光束由第一平底透明容器的上方射入，经第二平底透明容器的底部射出，由光谱检测装置(例如光电传感器或光谱仪的光纤端口)接收。

如图7所示，根据本公开的一个实施例，其中，所述第二平底透明容器的外侧还设有一个顶角为90度的三角棱镜，所述三角棱镜的材质包括石英玻璃或透明塑料，所述三角棱镜被设置为使得所述光源的入射光经所述第一平底透明容器和所述第二平底透明容器后在所述三角棱镜中全反射后，再经所述第二平底透明容器和所述第一平底透明容器后以平行于所述光源的入射光的方向返回并由所述光谱检测装置进行检测。

例如，图7中，51是第一平底透明容器，52是第二平底透明容器，53是平行光出射口，54是同一种液体，55是光电传感器或光纤端口，56是全反射三角棱镜(玻璃或石英玻璃或塑料)。图7实际上是在图6的基础上，在第二平底透明容器的底部下方设置一个顶角为90度的三角棱镜，材质可以是玻璃、石英玻璃或透明塑料，光束在三角棱镜中发生全反射，增加了光束在液体中的光程。例如，入射光束口和出射光接收口都设置在第一平底透明容器上方的同侧。

如图8-图9所示，根据本公开的一个实施例，其中，所述透明器皿包括两组并排放置的第一可调厚度容器和第二可调厚度容器，所述第一可调厚度容器包括尺寸小的第一平底透明容器、以及容纳所述第一平底透明容器的第二平底透明容器，所述第二可调厚度容器包括尺寸小的第三平底透明容器、以及容纳所述第三平底透明容器的第四平底透明容器，所述第一平底透明容器和第二平底透明容器中放置相同的由所述第1种纯液体和所述第2种纯液体混合形成的混合液体，所述第三平底透明容器中放置所述第1种纯液体，所述第四平底透明容器中放置所述第2种纯液体，所述第一可调厚度容器和所述第二可调厚度容器的大小相同，所述第一平底透明容器中混合溶液的厚度与所述第三平底透明容器中第1种纯液体的厚度相同，所述第二平底透明容器中混合溶液的厚度与所述第四平底透明容器中第2种纯液体的厚度相同，所述第一平底透明容器和所述第三平底透明容器之间设有连接臂，所述连接臂被设置为在垂直方向上同步调整所述第一平底透明容器和所述第三平底透明容器的高度。

例如，图8-图9中，81是平行入射光束1，82是连接臂，83是平行入射光束2，84是第三平底透明容器，85是第四平底透明容器，86是第一平底透明容器，87是第二平底透明容器，88是光电传感器1或光纤端口1，89是相同的混合溶液(由第1种纯液体和第2种纯液体混合而成)，90是第2种纯液体，91是第1种纯液体，92是光电传感器2或光纤端口2。

如图8-图9所示，根据本公开的一个实施例，其中，所述第1种纯液体和所述第2种纯液体的混合比例被设置为：在用两束相同的平行入射光束分别照射所述第一可调厚度容器和所述第二可调厚度容器的情况下，当调整所述连接臂使得分别经过所述第一可调厚度容器和所述第二可调厚度容器的出射光被检测为相同时，所述第三平底透明容器中的第1种纯液体的厚度L1与所述第三平底透明容器的底部到所述第四平底透明容器的底部之间的第2种纯液体的厚度L2的比值即为所述第1种纯液体和所述第2种纯液体的混合比例。

这里，获得所述第1种纯液体和所述第2种纯液体的混合比例的原理概略介绍如下：第1种纯液体在混合溶液中比例为K，第2种纯液体在混合液中比例为1-K。图8-图9中所示的包括透明器皿的装置中左侧是第一可调厚度容器，第一可调厚度容器中的第一平底透明容器和第二平底透明容器中都为混合溶液，厚度总计L₁+L₂，则入射光I₀(λ)透过混合溶液后的光强为右侧为第二可调厚度容器，入射光I₀(λ)先透过第三平底透明容器中厚度为L₁的第1种纯液体，再透过第四平底透明容器中厚度为L₂的第2种纯液体，则出射光的光强为当左侧经过所述第一可调厚度容器的出射光和右侧经过所述第二可调厚度容器的出射光(例如光强)被检测为相等时，则可得到经过计算可得：即所述第1种纯液体和所述第2种纯液体的混合比例K等于所述第三平底透明容器中的第1种纯液体的厚度L1与所述第三平底透明容器的底部到所述第四平底透明容器的底部之间的第2种纯液体的厚度L2的比值。

例如，将两组可调厚度容器(例如第一可调厚度容器和第二可调厚度容器)并排放置在一起，两个可调厚度容器中的第二平底透明容器和第四平底透明容器处于一个水平面上，第一平底透明容器和第三平底透明容器处于同一高度，由一个连接臂将第一平底透明容器和第三平底透明容器连接，连接臂可以例如在外部电机带动下做精密垂直移动，从而带动第一平底透明容器和第三平底透明容器做精密垂直移动。检测第1种纯液体和第2种纯液体混合而成的混合溶液的比例时，将第一可调厚度容器中的第一平底透明容器和第二平底透明容器中都充入同种待测混合溶液(由第1种纯液体和第2种纯液体混合形成)；将第二可调厚度容器中第三平底透明容器中充入第1种纯液体，第四平底透明容器中充入第2种纯液体，第1种纯液体的厚度与第一平底透明容器中的混合溶液的厚度严格一致，第2种纯液体的厚度与第二平底透明容器中的混合溶液的厚度严格一致。此时，控制连接臂，使第一平底透明容器和第三平底透明容器同时分别处于第三平底透明容器和第四平底透明容器的底部，即处于零位(参见图8)。然后，采用两束光强度相等的平行入射光束1、2，再通过例如电机带动连接臂，使第一平底透明容器和第三平底透明容器同时上升，当达到某一高度时(参见图9)，在同一波长处两个光电传感器1、2的测量值会相等，这时第三平底透明容器中的第1种纯液体的厚度L1与第三平底透明容器的底部到第四平底透明容器的底部之间的第2种纯液体的厚度L2的比值就是混合溶液中第1种纯液体和第2种纯液体的混合比例。

如图10所示，根据本公开的一个实施例，其中，还包括：

参考光源光强探测器，被设置为检测所述光源的光谱光强作为参考光源光强，

所述计算机被设置为从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述参考光源光强，以获得消除光源抖动影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

例如，在图1的基础上，图10中可以在准直透镜7与透明器皿1之间增加参考光源光强探测器，该参考光源光强探测器可以包括参考光采集光纤9和光电探测器10，从而在光谱检测装置2采集混合液体的吸收光谱时，同步采集参考光源光强，以便利用参考光源光强来消除光源抖动的影响。

如图11所示，根据本公开的一个实施例，还包括：

液面反射光强探测器12，被设置为检测从所述透明器皿中的液体表面反射的光的光谱光强作为液面表面反射光强，

所述计算机被设置为从检测的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强中分别去除所述液面表面反射光强，以获得消除液面表面反射损失影响的实际的所述n种纯液体以及所述混合液体的光谱光强。

例如，在图1的基础上，图11中可以在准直透镜7与透明器皿1之间增加半透半反镜11，使得一部分准直光进入参考光源光强探测器(例如采用光电探测器10)从而探测参考光源光强，另一部分准直光入射到混合液体的表面，在其反射时通过液面反射光强探测器12探测液面表面反射光强，从而在光谱检测装置2采集混合液体的吸收光谱时，同步采集参考光源光强和液面表面反射光强，以便消除光源抖动的影响和液面表面反射损失影响。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括其中每种纯液体透明并且相互混合后不发生反应的n种纯液体。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的n种纯液体包括能够线性混合的食用油，所述食用油包括能够线性混合的植物油。

根据本公开的一个实施例，所述能够线性混合的植物油包括能够线性混合以下各项中的至少两项：芝麻油、菜籽油、棉籽油、花生油、大豆油，橄榄油、玉米油、葵花籽油。

根据本公开的一个实施例，所述计算机被设置为在所述n种纯液体或所述混合液体的吸光系数高的波长处增加所述光源的强度，所述光源包括用于提高特定波长处的强度的短暂曝光的闪光光源。

例如，光源的强度可以由计算机来控制，在吸光系数高的波长处可以增强光强(吸光系数高时，光电检测器检测的信号比较微弱，信噪比较差，因此通过增强光强可以提高信噪比)。例如，光源可以是长期开着的，也可以是短暂曝光的闪光光源(闪光光源可以节省能源，并在需要增强光强的波长处短暂曝光，以便增强特定波长处的光强)，以极大提高某些波长处的照明强度。另外，光源可以根据需要选择：卤钨灯、碘钨灯、氢灯、氘灯、氙灯、LED、激光等光源；光电探测器(例如光电传感器)可以选择：光电倍增管、光电池、光电管、CCD等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本公开还可以通过其他结构来实现，本公开的特征并不局限于上述较佳的实施例。任何熟悉该项技术的人员在本公开的技术领域内，可轻易想到的变化或修饰，都应涵盖在本公开的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多光谱检测混合液体的混合比例的方法，其特征在于，包括：

将能够线性混合的n种纯液体以及混合后的混合液体分别以相同的厚度L放入相同的透明器皿中；

利用光源分别照射所述n种纯液体以及所述混合液体，并检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强；

根据公式计算第p种纯液体在波长λ_q下的吸光系数A_p(λ_q)，其中p的取值范围为1到n，q的取值范围为1到n-1，I₀(λ_q)是所检测的所述光源在波长λ_q下的光谱光强，I_p(λ_q)是所检测的第p种纯液体在波长λ_q下的光谱光强；

根据公式计算所述n种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例；

其中I_m(λ₁)、I_m(λ₂)、……I_m(λ_n-1)是所检测的所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，I₀(λ₁)、I₀(λ₂)、……I₀(λ_n-1)是所检测的所述光源分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，K₁是第1种纯液体所占比例，K₂是第2种纯液体所占比例，1-K₁-K₂-…-K_n-1是第n种纯液体所占比例，A₁(λ₁)、A₁(λ₂)、……A₁(λ_n-1)是所计算的第1种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A₂(λ₁)、A₂(λ₂)、……A₂(λ_n-1)是所计算的第2种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A_n(λ₁)、A_n(λ₂)、……A_n(λ_n-1)是所计算的第n种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述n种纯液体为三种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为M，第2种纯液体所占比例为N，第3种纯液体所占比例为1-M-N，利用波长λ₁、λ₂的光源并根据公式计算所述三种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述n种纯液体为两种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，第2种纯液体所占比例为1-K，利用波长λ的光源并根据公式计算所述两种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，其计算公式为所述K的误差表达式为

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据ΔK选取所述光源的波长λ以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：所述第1种液体的光谱光强I₁(λ)、所述第2种液体的光谱光强I₂(λ)、以及所述第1种液体和所述第2种液体之间的吸光度差值[lnI₁(λ)-lnI₂(λ)]。

6.一种多光谱检测混合液体的混合比例的设备，其特征在于，包括：

多个相同的透明器皿，被设置为将能够线性混合的n种纯液体以及混合后的混合液体分别以相同的厚度L放入所述透明器皿中；

光谱检测装置，被设置为利用光源分别照射所述n种纯液体以及所述混合液体，并检测所述光源、所述n种纯液体以及所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强；

计算机，被设置为：

根据公式计算第p种纯液体在波长λ_q下的吸光系数A_p(λ_q)，其中p的取值范围为1到n，q的取值范围为1到n-1，I₀(λ_q)是所检测的所述光源在波长λ_q下的光谱光强，I_p(λ_q)是所检测的第p种纯液体在波长λ_q下的光谱光强；

根据公式计算所述n种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例；

其中I_m(λ₁)、I_m(λ₂)、……I_m(λ_n-1)是所检测的所述混合液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，I₀(λ₁)、I₀(λ₂)、……I₀(λ_n-1)是所检测的所述光源分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的光谱光强，K₁是第1种纯液体所占比例，K₂是第2种纯液体所占比例，1-K₁-K₂-…-K_n-1是第n种纯液体所占比例，A₁(λ₁)、A₁(λ₂)、……A₁(λ_n-1)是所计算的第1种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A₂(λ₁)、A₂(λ₂)、……A₂(λ_n-1)是所计算的第2种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数，A_n(λ₁)、A_n(λ₂)、……A_n(λ_n-1)是所计算的第n种纯液体分别在波长λ₁、λ₂、……λ_n-1下的吸光系数。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，其中所述n种纯液体为三种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为M，第2种纯液体所占比例为N，第3种纯液体所占比例为1-M-N，

所述计算机被设置为利用波长λ₁、λ₂的光源并根据公式

计算所述三种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，其中所述n种纯液体为两种纯液体时，所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，第2种纯液体所占比例为1-K，

所述计算机被设置为利用波长λ的光源并根据公式计算所述两种纯液体分别在所述混合液体中的混合比例。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，其中所述混合液体中第1种纯液体所占比例为K，其计算公式为所述K的误差表达式为

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，其中所述计算机被设置为根据ΔK选取所述光源的波长λ以使以下各项的乘积最大从而使得K具有最小的检测误差ΔK：所述第1种液体的光谱光强I₁(λ)、所述第2种液体的光谱光强I₂(λ)、以及所述第1种液体和所述第2种液体之间的吸光度差值[lnI₁(λ)-lnI₂(λ)]。