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概述

近年来，通过嘎凤叶变换红表光谱测试步骤和指纹鉴别技术在沥青路面施工现场进行沥青质量节造已经在全国多个省份得到遍及利用。在新版本的JTG E20（JTG 3410）公路工程沥青及沥青混合料试验规程和JTG F40（JTG/T 3640）公路沥青路面施工技术规范中均增长了红表光谱法的有关要求。其中，新版的施工规范要求使用红表光谱法检验路路石油沥青和聚合物改性沥青的一致性，比力进场沥青与首件样品一致性，要求一致性不幼于98.5%，检验频率为1次/车或1次/2车。

基于这种现场工人操作，检测频率高，精度要求高的需要，我们在国内表多多品牌型号的红表光谱仪选择了日本岛津的IRSpirit-X便携式傅立叶变换红表光谱仪，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急剧鉴别系统以及云平台。整套系统的特点在于：我们顺次打开红表光谱仪主机，红表光谱仪软件，指纹鉴别软件，三者成立通讯后，我们即可直接使用沥青指纹急剧鉴别系统实现所有的测试工作，成为一款“傻瓜式”试验设备，工程现场的任何工人都可急剧把握操作，而无需进建普遍极度复杂的嘎凤叶编号红表光谱原厂软件。同时，我公司基于多年来从事路路工程征询技术服务的经验为用户平生提供技术支持，相比红表光谱仪的造作商，解决规划更切合沥青路面施工单元的要求。

图1：沥青指纹急剧鉴别系统登录界面

这套沥青指纹急剧鉴别系统拥有推算机桌面装置法式，在推算机中运行，联网后能够实现指纹鉴别，数据上传和治理。每个用户都能够通过登录自己的账号来进行数据浏览和治理。

沥青指纹鉴别软件的第一个主题职能就是检测沥青的类似度。施工项主张工地试验室首先对供给商提供的沥青尺度样品进行全套指标试验，而后再将检测合格的沥青样品光谱图录入系统作为尺度光谱，后期每车沥青进场时进行光谱鉴别，并自动与尺度样品光谱进行对比，凭据类似度对比了局来评价供货沥青是否合格。

沥青样品的综合类似度算法是整套指纹鉴别软件的主题优势，这套算法由安徽中路智慧交通科技有限公司自主开发。软件通过自动鉴别和提取特点峰，推算测试谱图和尺度谱图的峰-峰值差，并将所有的特点峰对比了局加权推算，得到综合类似度指数。

图2：指纹鉴别分析了局示例

沥青指纹鉴别软件的第二个主题职能就是检测改性剂含量。测试前，必要依照规范的要求造作5个标样别离丈量其图谱，软件将自动拟合绘造C_SBS-As聚合物含量-尺度A值曲线。当实现标样标定后，进行改性剂含量未知的样品测试后，软件即可自动与尺度曲线比对，从尺度曲线上获得对应的聚合物含量。

图3：改性剂含量标定

测试了局能够天生如图4所示的测试汇报，给出样品综合类似度的对比了局，改性剂的含量以及综合评价结论。同时，测试样品和尺度样品的光谱对比图也会显示在汇报中。测试了局能够导出为.pdf体式文件，也会贮存在网络服务器中。

图4：类似度检测汇报示例

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，云平台拥有光谱数据存储和远程查看职能，通过授权的账号可实现远程查看、统计分析进场沥青的合格率，便于治理人员及使仄握进场沥青质量。

图5：指纹鉴别测试了局的云平台治理

图6：指纹鉴别测试了局的云平台查看

岛津IRSpirit-X便携式红表光谱仪

我们选择岛津的IRSpirit-X便携式红表光谱仪作为整套系统的硬件载体重要是思考了“正确性”，“耐久性”，“经济性”等成分。

图7：ATR多反射晶体沥青测试成效

>  正确性

在系统开发的前期调研阶段，我们对国内表重要品牌型号的红表光谱仪均进行了试用，岛津的测试了局满足利用需要，综合阐发处于第一梯队。

岛津的IRSpirit-X便携式红表光谱仪选取了DLATGS检测器温控技术，降低了数据基线的颠簸，提高数据沉复性和靠得住性。图8是对比尝试示例（能够把稳将纵坐标单元造成0.01后，能够很显著的反映出差距）

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对比

>   耐久性

工程现场的试验室环境通常比力恶劣，空气湿润，粉尘含量高，很容易造成红表光谱仪的败坏。现实工程利用中的红表光谱仪产生败坏的概率要比母体检测机构高得多，并且一旦败坏，通常必要支付极度昂贵的维建用度。因而，好多红表光谱仪会配套恒温恒湿的环境箱，但在使用时，好多红表光谱仪依然会晤对湿润环境的挑战。

岛津的IRSpirit-X便携式红表光谱仪内置电子除湿装置（选配），选取高分子固态电解膜技术，以电解方式除去过问仪内部的水汽，不产生液态水，无需定期排水或算帐，即便不建设额表的电子除湿环境箱仍可持久使用。岛津内置的电子除湿装置的功耗极低，与必要终年开机以维持仪器内部干燥的仪器相比，能够节约多达90%的待机电量亏损。

图9：自动电子除湿装置的工作道理

除此以表，其他为应对高湿度环境的防潮设计还蕴含：

-          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

-          选取电子和纸基批示双保险的状态监控职能

-          凭据使用环境湿度，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：铝压铸过问仪表壳

>   经济性

整套沥青红表光谱仪的开发指标重要是面向工程利用，承诺光谱仪主机主题部件享受10年质保，因而系统的价值、守护成本、耗材成本都是决定步骤和设备推广规模和利用领域的沉要影响成分。我们目前整合的这套“沥青红表光谱仪”也是市场上拥有显著价值优势，拥有卓越性价比的解决规划。

试验尺度

AASHTO T302 | JTG 3410-202X T0672红表光谱法 | JTG 3640-202X 公路沥青路面施工技术规范（原F40）

鉴于红表光谱测试步骤和指纹鉴别技术近些年的宽泛利用，新版的JTG E20公路工程沥青及沥青混合料试验规程（新编号JTG 3410）中将参与红表光谱仪法用于现场施工过程中的沥青质量节造，该步骤重要参考AASHTO T302编写，同时收录了ATR衰减全反射法和溶剂稀释法。

重要特点

-   主题部件10年质保（光源，激光器，过问仪，分束器，电路板，检测器）。

-   内置自动电子除湿装置（选配），不产生液态水，无需定期排水或算帐。电子除湿装置的功耗极低，与必要终年开机以维持仪器内部干燥的仪器相比，能够节约多达90%的待机电量亏损。

-   高活络度。通过带温控职能的DLATGS检测器降低了数据基线的颠簸，提高数据沉复性和靠得住性。

-   自诊断职能。仪器开机初始化过程中，自诊断职能自动检测信号系统和光路状态。蕴含了各类信息，并自动将了局输出为一个文件，使得仪器设备治理更为单一。仪器状态的汗青纪录也能够被验证。

-   指纹鉴别软件与红表光谱仪和红表光谱软件通讯后，能够直接使用指纹鉴别软件节造仪器进行试验并得到丈量了局。

-   指纹鉴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），齐全满足交通运输行业规范的要求。

-   体积幼巧，占地面积＜A3纸的尺寸，便于携带到现场使用。

技术规格

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

光谱分辨率：0.9cm^-1，2cm^-1，4cm^-1，8cm^-1，16cm^-1，可自行设置

波数正确度：±0.1cm^-1

波数沉复度：±0.0005cm^-1（@2000cm^-1）

信噪比：不低于37000:1（分辨率4cm^-1）

表形尺寸：长390mm×宽250mm×高210m

主机沉量：8.5kg

电源规格：220V，50Hz，单相电

环境要求：操作温度10℃~35℃，最佳机能温度领域15℃~30℃；湿度领域20~70%，无冷凝（主机面板建设湿度状态灯）