本发明涉及光谱测量，具体涉及一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统及方法。
背景技术：
1、相关技术中，在采集光谱采集时，通过将超声分子束中的中性团簇先经过真空紫外光（vuv）的阈值电离后生成离子团簇，之后引入同频红外激光脉冲与其作用，通过扫描可调谐的红外激光器的波长，在发生共振吸收时，离子的信号强度就会发生变化，只要记录这个信号变化便可以得到初步的离子团簇的红外光谱。
2、相关技术是采用与真空紫外光源同频的可调谐红外光源，即每次中性团簇被真空紫外光解离之后就会收到红外激光的作用，虽然采集这样的离子信号强度能够得到对应的红外光谱，但是若是信号强度微弱，即红外响应强度微弱，便很难取得比较精确的红外光谱图像，其次由于直接采集的信号，因此受噪声干扰大，很难判断光谱峰，需要来回多次采集汇总叠加才能获得一个比较准确的光谱图。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统及方法，能够提高红外光谱的采集精度和效率。
2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
3、第一方面，本发明实施例提供了一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统，所述系统包括：真空紫外光源，可调谐红外光源，飞行时间质谱仪，时序控制单元，斩波单元，信号采集单元和数据处理单元；
4、所述可调谐红外光源，斩波单元，飞行时间质谱仪，信号采集单元和数据处理单元依次连接；所述飞行时间质谱仪的输入端还连接所述真空紫外光源；所述时序控制单元分别连接所述真空紫外光源，可调谐红外光源和信号采集单元；
5、所述时序控制单元用于触发所述可调谐红外光源产生红外激光脉冲，之后延迟触发所述真空紫外光源产生与所述红外激光脉冲相同频率的紫外激光脉冲，之后延迟触发所述斩波单元；
6、所述斩波单元用于将所述可调谐红外光源发射的红外激光进行1/2频率斩波处理；
7、所述飞行时间质谱仪用于接收相同频率的紫外激光和红外激光；
8、所述信号采集单元用于当所述飞行时间质谱仪接收的红外激光在目标波长范围内进行调谐时，按照所述紫外激光的频率采集质谱数据，以使相邻两次质谱数据存在有无红外激光脉冲响应的差别；
9、所述数据处理单元用于对多组质谱数据进行差分处理，以获得红外吸收光谱。
10、可选地，所述时序控制单元包括第一脉冲发生器和第二脉冲发生器，所述第一脉冲发生器用于作为信号源，产生一个脉冲信号，同步触发第二脉冲发生器；
11、所述第二脉冲发生器用于接收第一脉冲发生器的触发信号，产生同步的第一脉冲信号，触发可调谐红外光源产生与第一脉冲信号相同频率的红外激光脉冲；之后延迟产生第二脉冲信号，触发真空紫外光源在产生红外激光脉冲之后延时产生紫外激光脉冲；之后延迟产生第三脉冲信号，触发斩波单元。
12、可选地，所述斩波单元，用于响应于第三脉冲信号的触发，控制快门开启以通过一束红外激光脉冲，且在第二脉冲信号到达后关闭快门，以截断后续的红外激光脉冲。
13、可选地，所述信号采集单元用于响应于与紫外激光同频的触发信号，在该触发信号每次触发时保存信号强度数据；其中，所述信号强度数据包括在调谐红外激光脉冲波长过程中采集到的离子经过飞行时间质谱仪后得到的质谱数据，所述质谱数据包括在当前红外激光波长下离子质荷比与离子流强度的对应关系。
14、第二方面，本发明实施例提供了一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集方法，应用于上述任一项所述的基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统，所述方法包括以下步骤：
15、s100，通过时序控制单元触发所述可调谐红外光源产生红外激光脉冲，之后延迟触发所述真空紫外光源产生与所述红外激光脉冲相同频率的紫外激光脉冲，之后延迟触发所述斩波单元；
16、s200，通过斩波单元将所述可调谐红外光源发射的红外激光进行1/2频率斩波处理；
17、s300，通过飞行时间质谱仪接收相同频率的紫外激光和红外激光；
18、s400，当所述飞行时间质谱仪接收的红外激光在目标波长范围内进行调谐时，通过信号采集单元按照所述紫外激光的频率采集质谱数据，以使相邻两次质谱数据存在有无红外激光脉冲响应的差别；
19、s500，通过数据处理单元对多组质谱数据进行差分处理，以获得红外吸收光谱。
20、可选地，所述对多组质谱数据进行差分处理，以获得红外吸收光谱，包括：
21、将信号采集单元采集的质谱数据按照采集时间顺序排序，得到m组质谱数据，记为；
22、对于m组质谱数据，将每一组质谱数据在当前红外激光波长下离子质荷比的区间范围内获取积分数值，将区间范围进一步平均分为n个等距的子区间，即每个子区间的宽度为 ，采用以下公式计算得到区间范围内的积分数值：
23、；
24、其中，为一组质谱数据在区间范围内的近似函数，，表示子区间，的下标表示子区间的编号，n表示子区间的总数；
25、将求得m组质谱数据在对应区间的积分数值形成一组积分数据，将该组积分数据按每2k个积分数据为一组进行划分，为不大于m/2的偶数，将每组积分数据按奇偶划分后分别进行算术平均运算，形成新的数据组合；
26、将新的数据组合表示为，对新的数据组合中相邻两个数据进行差分，得到相对信号响应强度数组，记为第一数组arr1，arr1=；
27、将arr1作为一个队列，依据该队列的总长度l设定步长n，l＞n，从队列中的队头取n个数据做算术平均得到数值，将队头第一个数据出队进入队尾后更新队列，再次从队列中的队头取n个数据做算术平均得到数值，依此类推，直到首次取出的第一个数据再次被取出到n个数据中为止，计算得到m/2k个数值，将计算得到的m/2k个数值形成第二数据组arr2，将第二数据组arr2作为红外吸收光谱。
28、本发明的有益效果是：本发明公开一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统及方法，本发明通过斩波单元将同频红外激光斩为半频，即相邻两次真空紫外光源的解离，一次会受到红外激光的作用，另一次红外激光被斩掉，不会发生作用。信号采集单元以真空紫外光的频率采集信号强度数据，传递给数据处理单元，数据处理单元通过差分处理数据获取信号的相对强度，从而可以监测到微弱的响应信号，对于噪声干扰，由于监测的是相对信号强度，因此可以过滤掉大部分噪声，通常情况下采集一次就可以呈现出比较清晰的光谱图，大大提高了光谱的精度和采集效率，同时降低了成本。
1.一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统，其特征在于，所述系统包括：真空紫外光源，可调谐红外光源，飞行时间质谱仪，时序控制单元，斩波单元，信号采集单元和数据处理单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统，其特征在于，所述时序控制单元包括第一脉冲发生器和第二脉冲发生器，所述第一脉冲发生器用于作为信号源，产生一个脉冲信号，同步触发第二脉冲发生器；
3.根据权利要求2所述的一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统，其特征在于，所述斩波单元，用于响应于第三脉冲信号的触发，控制快门开启以通过一束红外激光脉冲，且在第二脉冲信号到达后关闭快门，以截断后续的红外激光脉冲。
4.根据权利要求3所述的一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统，其特征在于，所述信号采集单元用于响应于与紫外激光同频的触发信号，在该触发信号每次触发时保存信号强度数据；其中，所述信号强度数据包括在调谐红外激光脉冲波长过程中采集到的离子经过飞行时间质谱仪后得到的质谱数据，所述质谱数据包括在当前红外激光波长下离子质荷比与离子流强度的对应关系。
5.一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集系统，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于ir-vuv红外光谱技术的光谱采集方法，其特征在于，所述对多组质谱数据进行差分处理，以获得红外吸收光谱，包括：
