[发明专利]一种基于反射光的高光谱油液检测方法

说明书

本发明公开了一种基于反射光的高光谱油液检测方法，不同指标相同浓度分布标油建模；指定指标不同浓度分布标油建模；不同指标不同浓度分布标油建模；将测试结果抽样和对应油样的原子光谱仪检测结果进行比对，并调整模型，将设备检测结果拟合到原子光谱仪检测结果；结合目标本底油和指定指标标油建模；结合应用场景检测成分，将不同本底油和指定指标的标油建模，建立结合应用场景的模型库；根据模型库，通过比较同本底油油样，进行学习完善；实际油样样本建模，通过组合模型，改善准确度。本发明的产品体积小，检测速度快，无需耗材。通过混合模型达到一定程度校正，可接近油样检测的理想效果。

技术领域

本发明属于光谱分析技术领域，尤其涉及一种基于反射光的高光谱油液检测方法。

背景技术

目前对于油液成分检测的方法有原子光谱仪和拉曼法，原子光谱仪是基于旋转盘电极技术（RDE, Rotating Disk Electrode）的原子发射光谱分析方法（OES, OpticalEmission Spectroscopy），即通过浸放在油样中旋转盘电极和外接棒电极之间存在的巨大电势差放电，实现电弧激发源的作用下把被测油样气化及等离子化，等离子化的被测油样包含的各种元素会被激发出对应的特征光谱。光谱仪的光学系统进而对被激发出的发射光谱进行采集，区分及量化计算。

原子光谱仪包含三个模块。1）激发源，将外界能量施加到被检测油样中，激发油样中的元素发出特征光谱。2）光学系统，区分及识别发射光谱中特定元素对应的特征谱线。3）数据处理显示，区分并测定经光谱系统分光后，产生的各被测元素的特征谱线的强度，并将检测结果转换成特特定单位的量化结果，直接显示给操作者。

激发源的激发过程，是将放电产生的电弧或者高温火花直接作用于被检测油样使之气化从而释放能力。该过程需要一个暗室，气化（等离子化）后的元素产生的特征光谱，对光谱接收面（探头）是一个三维的随机空间（光源到接收探头面的距离），致使原子光谱仪存在一个平均误差，即便同一个油样连续检测，误差一般在10%左右。激发源油样暗室的清洁，旋转盘电极和油样容器一次使用的耗材增加了每次检测成本。

原子光谱仪中的光学系统具有包含所有用于表征被检测元素特征谱线的光谱范围的检 测能力。由于许多元素发射出的特征谱线位于可见光光谱之外，所以需要 400nm-2300nm 的接收识别检测光谱范围。考虑到远紫外光谱范围内的光(1000nm-2300nm)，在空气中传输时，大部分光会被吸收掉(衰减)，为了收集分析这些位于远紫外光谱范围内的特征谱线，需要将光学系统放置在特殊设置的真空室内，或者在光学系统内注入特殊的对紫外谱线无吸收作用的惰性气体，以确保发射出的特征谱线能够到达光栅系统，进行折射衍射后，投射到光电转换器件上(PMT)。至此一个密封的真空暗室，真空泵，和供气系统(加压泵)变成为光谱仪必不可少的一部分。所以直接导致光谱仪的体积，重量和复杂程度。

由于原子光谱仪的复杂性，数据处理系统需要对系统进行开机校正。校正通过使用标准油样(内涵元素成分已知)完成。一般每日开机需要三个不同的标准油样进行标对。设备定期还需要不同的标准油样（元素成分浓度和分布不同）进行标准。致使光谱设备依赖标准油样，增加了设备运维的复杂程度(比如开机需40分钟预热)，以及标油的耗材。此外原子光谱仪需要在真空暗室中操作，使得仪器的体积偏大。

原子光谱仪仅适用于金属成分的检测，不具备化学成分以及闪点、粘度、颗粒度等的检测能力。目前没有国产化，包括旋转盘电极、油样容器、标油等耗材都依赖进口。

拉曼法利用光源将光照射到油液上，光折射后，有极少数(1%左右)的光被油液吸收后变频，通过检测这部分光来识别油液中的成分。拉曼法无污染，但只能分析油液中大分子信息。由于信息量少(1%左右)，设备的精度要求高，造成设备的单体价格昂贵，运维成本高。

发明内容