随着科学技术进步,拉曼光谱技术已经不拘泥实验室科研领域的研究,而逐渐应用于食品、安检、生命科学和珠宝鉴定等领域。手持式拉曼快检仪的发展将有助于拉曼光谱技术的应用更加广泛、更加便捷。然而,目前还存在一些手持式拉曼快检仪的关键技术问题尚待解决,诸如快检仪仪器体积较大、检测过程耗时较长且步骤繁琐不利于推广、仅仅对检测物质进行定性分析而定量分析较为困难、微型拉曼光谱仪分辨率较低等问题,这些问题制约着手持式拉曼快检仪的发展。因此,本文在课题组前期便携式拉曼快检仪研究基础上,对手持式拉曼快检仪的关键技术进行研究和设计。本文主要包括对手持式拉曼快检仪体积的小型化、自动积分的智能检测以及常规拉曼检测的定量分析等关键技术进行研究。本文主要工作内容包括以下几点:(1)根据手持式拉曼快检仪的性能指标和功能需求,进行总体设计。硬件上采用分离式的双CPU、双系统设计,注重硬件的集成化、模块化和小型化设计,选用微型光谱仪和核心板来缩小硬件体积。软件上采用B/S架构进行开发,并对相应功能进行设计和实现。(2)对自动积分算法进行研究,提出一种基于简单模糊规则的动态PI控制的自动积分算法。通过使用该算法,能够实现对任意样品的拉曼信号采集,确保样品拉曼峰不会因为信号太弱而被噪声“淹没”或者因为信号太强导致溢出,并通过实验分析验证了该算法的可行性。该算法省却了人工手动调节积分参数的过程,缩短了检测的时间,降低了样品的漏检率,提高样品拉曼光谱信噪比,实现了自适应采谱,收敛速度快。(3)对拉曼检测的定量分析算法进行研究,并以乙醇溶液定量分析为例子,提出一种非线性的多峰定量方法。经过基线校准算法处理,扣除背景对光谱的影响,同时对峰强进行转化,克服了不同积分时间对光谱数据的影响,通过建立三种乙醇溶液的定量分析模型,得出非线性定量模型的预测能力优于线性模型,且三次曲线模型优于二次曲线模型,综合多个特征峰的预测结果,采取排除离群值后求平均来作为最后的定量分析结果,来该方法定量准确度较高,通用性较高,可推广到其它常规拉曼物质的定量分析。对推动拉曼光谱在定量分析的应用上有重要意义。