应用近红外光谱技术无损鉴别钢结构防火涂料品牌的方法

摘要

本发明涉及一种应用近红外光谱技术无损鉴别钢结构防火涂料品牌的方法，其步骤是采用不同品牌的钢结构防火涂料样品，利用近红外光谱设备在涂覆后的钢结构防火涂料表面不同位置采集数次近红外光谱，经光谱预处理后，建立不同品牌的马氏距离判别分析模型，通过不同品牌的验证集与马氏距离判别分析模型的比较，计算出每个品牌的马氏距离平均值和马氏距离临界值，通过采集未知样品的近红外光谱与已建立的每个品牌的模型进行对比，计算出的未知样品的最小马氏距离值与品牌的马氏距离临界值比较，判定未知样品的品牌，技术效果是结果准确，操作简便、分析迅速、分析成本低且对环境不造成污染，适用于钢结构防火涂料质量及品牌的现场快速无损检测和鉴别。

主权项

一种应用近红外光谱技术无损鉴别钢结构防火涂料品牌的方法，采用光纤漫反射近红外光谱设备及光纤漫反射探头固定支架，光纤漫反射探头固定支架包括固定支架（2）和卡箍（3），采集前在光纤漫反射近红外光谱设备的光纤漫反射探头（1）上安装固定支架（2），使光纤漫反射探头（1）顶在固定支架（2）内底端面，通过卡箍（3）将光纤漫反射探头（1）锁紧在固定支架（2）上，采集光谱的过程中固定支架（2）的底部与防火涂料表面严密接触，保证每次采集过程中光程的一致性，鉴别步骤如下：1) 钢结构防火涂料样品的准备：选取经生产后检验合格的不同厂家不同批次的钢结构防火涂料样品，按涂料产品规定的施工工艺进行涂覆，待涂覆厚度达到产品规定要求时，停止涂覆，水平放置养护15天以上，待达到养护期后方可进行光谱采集；2) 近红外光谱的采集：在保证样品表面平整、无污染的前提下，利用同一台光纤漫反射近红外光谱设备在钢结构防火涂料表面进行光谱采集，并将采集到的光谱数据存入计算机；采集光谱波长范围为1000~2500nm，每次光谱采集连续测量5次，取5张光谱的平均光谱作为一个样品光谱；3) 光谱预处理：为了消除钢结构防火涂料涂刷不平整、表面散射、基线漂移和噪声干扰的影响，提高光谱分辨率和灵敏度，识别重叠峰，应用TQ analyst 8.0软件对原始光谱进行导数平滑滤波、多元散射校正、标准正态变量变换或数据降维预处理；4) 建立判别模型：选取波长范围在1000~2500nm之间的某一段或几段光谱，建模与实际判别时的光谱预处理方法和光谱范围选择必须一致，应用TQ analyst 8.0软件中的判别分析法建立不同钢结构防火涂料品牌的马氏距离主成分判别分析模型；5) 计算品牌的马氏距离临界值MD_Limit：通过选取不同批次、不同品牌的样品，重复步骤2），采集其近红外光谱后，建立每个品牌独立验证样品集对判别模型进行验证，计算出每个样品的马氏距离值MD，将每个品牌的每个样品计算得到的马氏距离值MD₁、MD₂、MD₃…MD_N求平均值，得到该品牌马氏距离平均值MD_Ave，然后计算得到该品牌钢结构防火涂料的马氏距离临界值MD_Limit；MD_Ave=(MD₁+MD₂+MD₃+…MD_N)/N；MD_Limit=1.8×MD_Ave；6) 鉴别未知品牌钢结构防火涂料：重复步骤2），采集待鉴别的未知品牌钢结构防火涂料的光谱图，以不同品牌的马氏距离主成分判别分析模型为基础，通过化学计量学软件计算出待鉴别未知品牌钢结构防火涂料与模型中各个品牌钢结构防火涂料的马氏距离值MD_Test1、MD_Test2、MD_Test3、… MD_TestM，找出其中马氏距离值MD_Test最小的一个，如果其MD_Test＜MD_Limit，则鉴定未知样品与模型中样品为同一品牌，否则判定为非同一品牌。