[發(fā)明專利]瀝青多種性質(zhì)快速分析儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610381773.8
• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN107462524A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐立波
• 申請（專利權(quán)）人: 西派特（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種瀝青多種性質(zhì)和組成含量快速檢測儀，瀝青根據(jù)來源和用途不同主要涉及到石油化工和道路交通領(lǐng)域。

技術(shù)背景

瀝青是高速公路的基本建筑材料，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著其路用性能和公路壽命。一般道路設(shè)計壽命為15年，而劣質(zhì)或摻假瀝青產(chǎn)品會導(dǎo)致路面2年后就進(jìn)入維護(hù)期，給高速公路建設(shè)和維護(hù)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，道路瀝青生產(chǎn)、流通和道路施工等過程中瀝青產(chǎn)品質(zhì)量的有效監(jiān)控至關(guān)重要。蠟含量、軟化點、針入度和改性瀝青中改性劑含量是瀝青重要的工程質(zhì)量指標(biāo)。其現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)方法分析過程繁冗耗時，無法滿足實際過程中瀝青質(zhì)量檢測與監(jiān)管需求。因此研究建立上述瀝青質(zhì)量指標(biāo)的快速分析技術(shù)和方法已經(jīng)成為該領(lǐng)域中亟待解決的重大課題。

分子光譜結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法實現(xiàn)重質(zhì)油品性質(zhì)及組成的快速檢測的研究越來越多。 Narve Aske（2001）探討了紅外、近紅外光譜技術(shù)測定原油及其冷凝液四組分的可行性；YuanHongfu（2006）采用衰減全反射紅外光譜技術(shù)對三種渣油進(jìn)行分類；Sriram Satya（2007）提出采用近紅外光譜快速測定原油多項物化性質(zhì)指標(biāo)； Graciele Parisotto （2010）采用紅外光譜法快速分析常壓渣油和減壓渣油的總酸值；Jorge A. Orrego-Ruiz（2011）運用衰減全反射傅里葉變換紅外光譜法測定減壓渣油中的瀝青質(zhì)含量；李娜（2014）研究了FTIR-ATR快速測定糠醛抽出油中四組分含量的方法；王艷斌（2001）研究了近紅外光譜快速測定瀝青的蠟含量的方法；葉彥斐（2014）采用近紅外光譜分析與拓?fù)鋵W(xué)建模相結(jié)合，實現(xiàn)瀝青針入度的快速測定。為了實現(xiàn)道路瀝青生產(chǎn)、流通和道路施工等過程中瀝青產(chǎn)品質(zhì)量的有效監(jiān)控，本發(fā)明設(shè)計了一種瀝青多種性質(zhì)和組成含量快速檢測儀，一次掃描樣品光譜數(shù)據(jù)可同時快速得到多個性質(zhì)組成含量，具有分析速度快，信息量大的特點。

發(fā)明內(nèi)容

基于瀝青分子光譜信息與化學(xué)計量學(xué)方法相結(jié)合開發(fā)了一種瀝青多種性質(zhì)和組成含量快速檢測儀。

儀器主要由光譜采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、溫度控制模塊和顯示器組成。光譜采集模塊負(fù)責(zé)瀝青樣品的光譜數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)對收集到的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和計算，然后在顯示器上同時顯示待測瀝青樣品的多種性質(zhì)和組成含量。

光譜采集模塊由光源、單色器、檢測器、參比等部分組成；由光源發(fā)出的光是復(fù)合光，照射樣品后產(chǎn)生散射光或透射光，將散射光或透射光收集后進(jìn)入單色器，單色器分光后，送入光檢測器得到樣品的分子光譜；照射樣品步驟可以在單色器前，也可以在單色器后。

光譜采集模塊具有如下特點：

1）根據(jù)單色器分光原理可以是光柵分光、光干涉傅里葉變換分光、聲光過濾分光、濾光片、激光二極管等；

2）檢測器可以是單點檢測器，也可以是陣列檢測器，與所使用的分光方式相匹配。

3）儀器形式可以是便攜式、實驗室臺式、在線式。

4）光譜采集模式包括多重衰減全反射（ATR）、透射和漫反射；

5）光譜測量過程中，樣品可以處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可以處于運動狀態(tài)（旋轉(zhuǎn)杯或在線傳送帶）；

6）光譜可以是一次測量的光譜，也可以是多次測量的平均光譜，也可以是多次重復(fù)裝填的平均光譜；

7）分子光譜包括中紅外光譜范圍（400至4000cm^-1）和近紅外光譜范圍（4000至12800 cm^-1）。可以是其中部分波段或波長；可以是連續(xù)光譜，也可以是離散波長或波段；可以是吸收光譜、透過率光譜、能量曲線光譜、或者是干涉圖光譜；

8）光譜分辨率可以是0.5-126cm^-1任意值。

數(shù)據(jù)處理模塊中保存有瀝青多種性質(zhì)和組成含量模型數(shù)據(jù)庫，模型的建立方法：

1）收集一定數(shù)量已知性質(zhì)和組成含量的瀝青樣品，并使用本發(fā)明儀器測得其光譜數(shù)據(jù)；

2）對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以消除噪聲、基線、背景干擾等；

3）使用多元分析方法將步驟2）光譜數(shù)據(jù)和步驟1）性質(zhì)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，建立測定瀝青多種性質(zhì)和組成含量校正模型，每個性質(zhì)對應(yīng)一個模型。

數(shù)據(jù)處理方法包括以下內(nèi)容：

1）數(shù)據(jù)處理模塊使用的電腦可以是臺式計算機(jī)、筆記本電腦、嵌入式計算機(jī)；

2）所使用的預(yù)處理方法包括：微分、平滑、光散射校正、中心化、PCA數(shù)據(jù)降維、小波處理、水分扣除等任何一種或其中之間任意組合；