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概述

近年来，通过傅里叶变换红外光谱测试要领和指纹识别手艺在沥青路面施工现场举行沥青质量控制已经在天下多个省份获得普及应用。在新版本的JTG E20（JTG 3410）公路工程沥青及沥青混淆料试验规程和JTG F40（JTG/T 3640）公路沥青路面施工手艺规范中均增添了红外光谱法的相关要求。其中，新版的施工规范要求使用红外光谱法磨练蹊径石油沥青和聚合物改性沥青的一致性，较量进场沥青与首件样品一致性，要求一致性不小于98.5%，磨练频率为1次/车或1次/2车。

基于这种现场工人操作，检测频率高，精度要求高的需求，我们在海内外众多品牌型号的红外光谱仪选择了日本岛津的IRSpirit-X便携式傅立叶变换红外光谱仪，搭配硒化锌（ZnSe）ATR多反射晶体作为硬件系统，软件系统使用我司自主开发的沥青指纹快速识别系统以及云平台。整套系统的特点在于：我们依次翻开红外光谱仪主机，红外光谱仪软件，指纹识别软件，三者建设通讯后，我们即可直接使用沥青指纹快速识别系统完成所有的测试使命，成为一款“傻瓜式”试验装备，工程现场的任何工人都可快速掌握操作，而无需学习普遍很是重大的傅里叶编号红外光谱原厂软件。同时，我公司基于多年来从事蹊径工程咨询手艺服务的履历为用户终身提供手艺支持，相比红外光谱仪的制造商，解决计划更切合沥青路面施工单位的要求。

图1：沥青指纹快速识别系统登录界面

这套沥青指纹快速识别系统具有盘算机桌面装置程序，在盘算机中运行，联网后可以实现指纹识别，数据上传和治理。每个用户都可以通过登录自己的账号来举行数据浏览和治理。

沥青指纹识别软件的第一个焦点功效就是检测沥青的相似度。施工项目的工地试验室首先对供应商提供的沥青标准样品举行全套指标试验，然后再将检测及格的沥青样品光谱图录入系统作为标准光谱，后期每车沥青进场时举行光谱识别，并自动与标准样品光谱举行比照，凭证相似度比照效果来评价供货沥青是否及格。

沥青样品的综合相似度算法是整套指纹识别软件的焦点优势，这套算法由安徽中路智慧交通科技有限公司自主开发。软件通过自动识别和提取特征峰，盘算测试谱图和标准谱图的峰-峰值差，并将所有的特征峰比照效果加权盘算，获得综合相似度指数。

图2：指纹识别剖析效果示例

沥青指纹识别软件的第二个焦点功效就是检测改性剂含量。测试前，需要凭证规范的要求制作5个标样划分丈量其图谱，软件将自动拟合绘制C_SBS-As聚合物含量-标准A值曲线。当完成标样标定后，举行改性剂含量未知的样品测试后，软件即可自动与标准曲线比对，从标准曲线上获得对应的聚合物含量。

图3：改性剂含量标定

测试效果可以天生如图4所示的测试报告，给出样品综合相似度的比照效果，改性剂的含量以及综合评价结论。同时，测试样品和标准样品的光谱比照图也会显示在报告中。测试效果可以导出为.pdf名堂文件，也会贮保存网络服务器中。

图4：相似度检测报告示例

云平台服务

云平台由安徽中路智慧交通科技有限公司自主开发，云平台具有光谱数据存储和远程审查功效，通过授权的账号可实现远程审查、统计剖析进场沥青的及格率，便于治理职员实时掌握进场沥青质量。

图5：指纹识别测试效果的云平台治理

图6：指纹识别测试效果的云平台审查

岛津IRSpirit-X便携式红外光谱仪

我们选择岛津的IRSpirit-X便携式红外光谱仪作为整套系统的硬件载体主要是思量了“准确性”，“耐久性”，“经济性”等因素。

图7：ATR多反射晶体沥青测试效果

>  准确性

在系统开发的前期调研阶段，我们对海内外主要品牌型号的红外光谱仪均举行了试用，岛津的测试效果知足应用需求，综合体现处于第一梯队。

岛津的IRSpirit-X便携式红外光谱仪接纳了DLATGS检测器温控手艺，降低了数据基线的波动，提高数据重复性和可靠性。图8是比照实验示例（可以注重将纵坐标单位酿成0.01后，可以很显着的反应出差别）

图8：带控温（左）和不带控温（右）的DTLATGS检测器检测石蜡油中硅油的实测图谱比照

>   耐久性

工程现场的试验室情形一样平常较量卑劣，空气湿润，粉尘含量高，很容易造成红外光谱仪的损坏。现实工程应用中的红外光谱仪爆发损坏的概率要比母体检测机构高得多，并且一旦损坏，通常需要支付很是腾贵的维修用度。因此，许多红外光谱仪会配套恒温恒湿的情形箱，但在使用时，许多红外光谱仪仍然碰面临湿润情形的挑战。

岛津的IRSpirit-X便携式红外光谱仪内置电子除湿装置（选配），接纳高分子固态电解膜手艺，以电解方法除去干预仪内部的水汽，不爆发液态水，无需按期排水或整理，纵然不配备特另外电子除湿情形箱仍可恒久使用。岛津内置的电子除湿装置的功耗极低，与需要终年开机以维持仪器内部干燥的仪器相比，可以节约多达90%的待机电量消耗。

图9：自动电子除湿装置的事情原理

除此以外，其他为应对高湿度情形的防潮设计还包括：

-          防潮镀层KBr分束器（IRSpirit-TX/LX），或ZnSe分束器（IRSpirit-ZX）

-          光学系统密封在铝压铸件中

-          接纳电子和纸基指示双包管的状态监控功效

-          凭证使用情形湿度，可选择KBr光学窗片（最高相对湿度70%RH）或KRS-5光学窗片（最高相对湿度90%RH），两者都含防潮镀层

图10：铝压铸干预仪外壳

>   经济性

整套沥青红外光谱仪的开发目的主要是面向工程应用，允许光谱仪主机焦点部件享受10年质保，因此系统的价钱、维护本钱、耗材本钱都是决议要领和装备推广规模和应用规模的主要影响因素。我们现在整合的这套“沥青红外光谱仪”也是市场上具有显着价钱优势，具有卓越性价比的解决计划。

试验标准

AASHTO T302 | JTG 3410-202X T0672红外光谱法 | JTG 3640-202X 公路沥青路面施工手艺规范（原F40）

鉴于红外光谱测试要领和指纹识别手艺近些年的普遍应用，新版的JTG E20公路工程沥青及沥青混淆料试验规程（新编号JTG 3410）中将加入红外光谱仪法用于现场施工历程中的沥青质量控制，该要领主要参考AASHTO T302编写，同时收录了ATR衰减全反射法和溶剂稀释法。

主要特点

-   焦点部件10年质保（光源，激光器，干预仪，分束器，电路板，检测器）。

-   内置自动电子除湿装置（选配），不爆发液态水，无需按期排水或整理。电子除湿装置的功耗极低，与需要终年开机以维持仪器内部干燥的仪器相比，可以节约多达90%的待机电量消耗。

-   高迅速度。通过带温控功效的DLATGS检测器降低了数据基线的波动，提高数据重复性和可靠性。

-   自诊断功效。仪器开机初始化历程中，自诊断功效自动检测信号系统和光路状态。包括了种种信息，并自动将效果输出为一个文件，使得仪器装备治理更为简朴。仪器状态的历史纪录也可以被验证。

-   指纹识别软件与红外光谱仪和红外光谱软件通讯后，可以直接使用指纹识别软件控制仪器举行试验并获得丈量效果。

-   指纹识别软件使用安徽中路智慧交通科技有限公司的专利算法（专利申请中），完全知足交通运输行业规范的要求。

-   体积小巧，占地面积＜A3纸的尺寸，便于携带到现场使用。

手艺规格

光谱规模：7800~350cm^-1（KBr分束器）；6000~550cm^-1（ZnSe分束器）

光谱区分率：0.9cm^-1，2cm^-1，4cm^-1，8cm^-1，16cm^-1，可自行设置

波数准确度：±0.1cm^-1

波数重复度：±0.0005cm^-1（@2000cm^-1）

信噪比：不低于37000:1（区分率4cm^-1）

形状尺寸：长390mm×宽250mm×高210m

主机重量：8.5kg

电源规格：220V，50Hz，单相电

情形要求：操作温度10℃~35℃，最佳性能温度规模15℃~30℃；湿度规模20~70%，无冷凝（主机面板配备湿度状态灯）