[發明專利]一種判定泡沫塑料種類及其阻燃性能的檢測分析方法

有效

• 申請號: 201910654895.3
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110376157B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 宋文琦;薛崗;牛坤;陶鵬宇;彭燕華;徐大軍;張晉
• 申請（專利權）人: 應急管理部天津消防研究所
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G06V10/30;G06V10/764;G06V10/77;G06K9/62
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 李美英

1.一種判定泡沫塑料種類及其阻燃性能的檢測分析方法，其特征在于，步驟如下：

(一)泡沫塑料種類的檢測分析方法

1)泡沫塑料測量樣塊的準備：選取經生產后檢驗合格的且具有阻燃性能等級信息的泡沫塑料樣品數塊，按照產品的養護要求進行養護，待達到養護期后進行測試樣塊的制備；

2)近紅外光譜的采集：在保證樣品表面平整、無污染的前提下，利用近紅外光譜設備的透反射或漫反射測量模塊進行光譜采集，并將采集到的光譜數據存入計算機，采集光譜波長范圍在1000～2500nm，每個泡沫塑料樣品連續采集多次近紅外光譜數據，計算近紅外光譜數據的算數平均值，將其作為一個泡沫塑料樣品光譜；

3)光譜預處理：為了消除泡沫塑料樣品不平整、表面散射、基線漂移和噪聲干擾的影響，對樣品光譜數據進行導數、標準歸一化、平滑濾波、多元散射校正、標準正態變量變換、傅里葉變換、小波變換或正交信號校正預處理；

4)建立種類識別模型：選取波長范圍在1000～2500nm之間的某一段或幾段光譜的數據，應用PCA主成分分析方法對光譜數據X(n×m)進行壓縮和特征變量的提取，可表示為式中，t為得分向量，p為主成分，f為主成分數，E為誤差矩陣，通過主成分的累計方差貢獻率進行不同種類泡沫塑料主成分數f的優化選取，式中，為X(n×m)協方差矩陣的前f個特征值求和，為X(n×m)協方差矩陣的所有特征值求和，選定累計方差貢獻率大于95％的主成分數f，建立泡沫塑料種類的馬氏距離判別分析模型；

5)判定未知泡沫塑料樣品的種類：重復步驟1)、2)和3)后，依據步驟4)中選定的主成分數計算未知樣品到每個類別樣品的馬氏距離值M₁、M₂、M₃…M_n，通過最小的馬氏距離值M_min＝min{M₁、M₂、M₃…M_n}可以判定未知樣品的泡沫塑料種類；

(二)泡沫塑料阻燃性能的檢測分析方法

1)泡沫塑料測量樣塊的溶解：重復泡沫塑料種類的檢測分析方法步驟1)的方式進行測量樣塊的制備，然后稱取同等質量的泡沫塑料樣品數塊，將樣品放入裝有固定容量的苯、二甲苯或四氯化碳溶解劑中，待樣品完全溶解后，通過移液槍移取固定量的溶解液；

2)近紅外光譜的采集：利用近紅外光譜設備的透射測量模塊進行光譜采集，并將采集到的光譜數據存入計算機，采集光譜波長范圍在1000～2500nm，每次連續采集多次近紅外光譜數據，計算近紅外光譜數據的算數平均值，將其作為一個泡沫塑料樣品光譜；

3)光譜預處理：對樣品光譜數據進行導數、歸一化或平滑濾波的預處理；

4)判定未知泡沫塑料樣品的阻燃等級：重復步驟1)、2)和3)測量未知泡沫塑料的光譜圖并進行光譜預處理，選取特定波段的光譜數據區間，計算未知泡沫塑料樣品與已知阻燃等級樣品之間的歐式距離值O₁、O₂、O₃…O_n，通過最小的歐式距離值O_min＝min{O1、O2、O3…On}可以判定未知樣品的泡沫塑料阻燃等級；

應用化學計量學方法對泡沫塑料近紅外光譜圖與種類及其阻燃性能進行關聯研究，確定未知樣品與已有泡沫塑料樣品數據庫中信息之間的關系，通過主成分分析-馬氏距離判定方法和歐氏距離判定方法能夠計算出未知樣品與已有泡沫塑料樣品之間的關系；只要測量未知泡沫塑料樣品的近紅外光譜數據，根據已有模型定泡沫塑料的種類及其阻燃性能。