[發(fā)明專利]一種基于太赫茲光譜技術(shù)的皮革種類快速無(wú)損檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710377432.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107219187A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏?zhàn)R涵;湯明杰;魏東山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/3586
• 分類號(hào): G01N21/3586
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于皮革種類檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于太赫茲光譜技術(shù)的皮革種類快速無(wú)損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的皮革及其制品定性分析和真?zhèn)舞b別主要采用感官鑒別方法，也就是完全采用眼看、手摸的方法進(jìn)行鑒別，這種方法要求鑒別人員有豐富的鑒別技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，不可避免會(huì)受到鑒別者主觀影響。另外，還有通過(guò)檢測(cè)樣品標(biāo)記DNA或其他特征生物大分子的檢測(cè)方法，但成本昂貴且同樣存在損害樣品的可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種基于太赫茲光譜技術(shù)的皮革種類快速無(wú)損檢測(cè)方法。這是一種可克服檢測(cè)鑒別者主觀影響，能客觀反映被檢皮革及皮革制品的種類，且不會(huì)對(duì)被檢皮革或皮革制品產(chǎn)生任何損傷的動(dòng)物毛皮種類鑒別檢測(cè)方法。

本發(fā)明所涉及的一種基于太赫茲光譜技術(shù)的皮革種類快速無(wú)損檢測(cè)方法的步驟如下：

S1：制備適合太赫茲光譜檢測(cè)皮革樣品的檢測(cè)支架；

S2：測(cè)量待測(cè)皮革樣品的厚度；

S3：測(cè)量空白樣品檢測(cè)支架，獲得參比太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)；測(cè)量并獲得裝有待測(cè)樣品檢測(cè)支架的樣品太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)；利用公式計(jì)算獲得樣品的太赫茲光譜特征參數(shù)，包含但不僅僅包含吸收系數(shù)、折射率；

S4：多次測(cè)量同一樣品不同位置的太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)，計(jì)算特征參數(shù)，取平均值減小誤差，獲得待測(cè)樣品的太赫茲光譜特征參數(shù)的平均值；

S5：比對(duì)構(gòu)建形成的皮革太赫茲特征光譜數(shù)據(jù)庫(kù)確定皮革種類。

進(jìn)一步，所述檢測(cè)支架包含夾片和緊固旋鈕；夾片為兩片一樣的帶孔聚乙烯片，孔徑大于等于2cm，使用時(shí)將皮革樣品平展置于兩片帶孔聚乙烯片中間，利用夾片固定，使用緊固旋鈕擰緊，形成“三明治”結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，單片聚乙烯片的厚度可選擇2cm。

進(jìn)一步，所述測(cè)量待測(cè)皮革樣品的厚度可測(cè)量“三明治”結(jié)構(gòu)的厚度，直接減去兩片夾片的厚度即為樣品厚度。

進(jìn)一步，所述S3、S4的具體測(cè)量計(jì)算方法為，將空白樣品的檢測(cè)支架和裝有待測(cè)樣品檢測(cè)支架依次置于透射式太赫茲時(shí)域光譜裝置中，分別獲得空白樣品的檢測(cè)支架和裝有待測(cè)樣品檢測(cè)支架的太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)；以前者信號(hào)作為參考信號(hào)，后者作為樣品信號(hào)分別進(jìn)行傅里葉變換得到相應(yīng)的太赫茲頻域波形、振幅等信息；為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，參考信號(hào)和樣品信號(hào)的測(cè)量均重復(fù)三次，取平均值；皮革的太赫茲吸收系數(shù)或折射率的計(jì)算都是基于以上參考信號(hào)和樣品信號(hào)的傅里葉變換得到的相應(yīng)的太赫茲頻域波形、振幅等信息獲得，待測(cè)樣品折射率n(f)計(jì)算公式如下：

其中，分別為樣品光譜能量Is和參考光譜能量Iref進(jìn)行傅里葉變換后獲得的相位信息，樣品信號(hào)和參考信號(hào)的太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換后可獲得樣品光譜能量Is和參考光譜能量Iref；c代表光速，d代表太赫茲穿透的樣品厚度，f代表太赫茲的頻率。

吸收系數(shù)α(f)的計(jì)算公式如下：

其中ρ(f)是Is和Iref傅里葉變換的振幅比，d代表太赫茲穿透樣品的厚度，n(f)為折射率。

進(jìn)一步，所述皮革太赫茲特征光譜數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)收集測(cè)量已知種類皮革標(biāo)本獲得不同種類皮革樣品的太赫茲特征光譜，形成大樣本的皮革太赫茲特征光譜數(shù)據(jù)庫(kù)；測(cè)量計(jì)算方法同上述S1至S4步，并且能夠通過(guò)不斷獲取待測(cè)樣品的太赫茲光譜特征來(lái)完善皮革樣品光譜數(shù)據(jù)庫(kù)。S5中新收集的皮革樣品太赫茲光譜信息添加進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)可以不斷改進(jìn)太赫茲光譜鑒定皮革樣品的準(zhǔn)確率。

本發(fā)明是用太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)采集被檢皮革的光譜圖，數(shù)據(jù)處理獲得特定種類皮革的太赫茲特征光譜參數(shù)，得到皮革樣品的太赫茲特征光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)特定皮革具有的特定太赫茲光譜參數(shù)進(jìn)行鑒定。

本發(fā)明的皮革種類鑒別方法采用的皮革樣品的太赫茲特征光譜參數(shù)，包含但不僅僅包含樣品的太赫茲吸收系數(shù)、折射率等。直接根據(jù)一種或者多種參數(shù)的組合來(lái)確定被檢皮革樣品的種類。

天然皮革的基本組成成分是蛋白質(zhì)，不同的動(dòng)物皮毛所含蛋白質(zhì)的種類和比例均有不同，另外其他組成成分(比如水)也存在差異；人造革通常以織物為底基，涂覆由合成樹(shù)脂添加各種塑料添加劑制成的配混料制成。太赫茲光譜覆蓋分子的低頻振動(dòng)能級(jí)，對(duì)極性物質(zhì)敏感(比如水)。皮革組成成分的差異及含量的差異可以表現(xiàn)在其太赫茲特征光譜參數(shù)上，這是本發(fā)明的物理依據(jù)。