[发明专利]运用太赫兹与激光联合识别油品种类的测试系统及方法

说明书

本发明提供了一种运用太赫兹与激光联合识别油品种类的测试系统及方法，该系统包括：太赫兹单站时域光谱装置、激光诱导荧光光谱装置、样品放置装置、样品检测装置；太赫兹单站时域光谱装置与激光诱导荧光光谱装置共同使用一个激光源，太赫兹单站时域光谱装置将经过剖面镜扩束后的太赫兹波直接照射待测样品，激光诱导荧光光谱装置则将激光直接照射待测样品，生成待测样品的太赫兹时域信号以及荧光光谱，样品检测装置用于根据太赫兹时域光谱信号与荧光光谱对所述待测样品进行检测。本发明提出的检测识别系统可用于全部油品的测试识别，具有识别种类全面的特点，且准确率高、识别速度快、测试成本低，是一种具有应用前景的油品检测识别产品。

技术领域

本发明涉及电磁与激光散射测试技术领域，特别涉及一种运用太赫兹与激光联合识别油品种类的测试系统及方法。

背景技术

在经济社会的发展中，油品的检测与识别在海洋油污的清理，原油提取，以及食品安全等领域起到了至关重要的作用。目前主要的检测识别技术激光诱导荧光光谱技术。运用太赫兹时域光谱技术进行油品种类的识别也已经在实验室内展开了基础研究，但两种检测技术各有优劣。

激光诱导荧光光谱技术利用不同品牌或者相同品牌不同型号的油品含有不一样的荧光团，受激发之后，其荧光光谱则会有不同的特征峰，通过对比荧光光谱图库或采用荧光比值法、特征波长比值法进行检测。该技术易实现、快速，高效，识别率高，但灵敏度较低，对激光光源的稳定性要求较高，并且识别油品种类有局限性。

太赫兹时域光谱技术利用太赫兹短脉冲透过样本材料后其波形幅值和相位的变化反映样本的材料特性。幅值和相位信息与样本的吸收系数和折射率直接相关，这样就可以直接得到物质的复折射率。该技术具有极高的信噪比，检测精度高，光子能量低，对石蜡等油品污染物的高透过性，具备其它波段光波所不具备的优点，但环境对测量的影响较大，且太赫兹波与油品相互作用的机理尚未完全掌握。

在现有的油品检测识别系统设计研发中，如一套基于太赫兹时域光谱技术的测试系统对不同型号的汽油与柴油，获取了汽油与柴油的光学参数，但获取的参数较少，分析较为复杂，混合油品的鉴别误差较大，检测效率低，实时性差。基于激光诱导荧光光谱原理，利用激光器发射波长为355nm的紫外激光，诱导九种常见机油样品发射荧光，利用主成分分析结合聚类分析法实现了对90组待识别光谱数据的快速识别，总识别率可达97.8％。但部分种类油品的识别率不足90％，且识别种类具有局限性。

为解决油品检测识别中所面临的上述问题，提出了一种基于太赫兹雷达单站散射截面测量机理，运用太赫兹时域光谱技术联合激光诱导荧光光谱技术来识别油品种类的测试系统。传统的测试系统通常仅使用其中一种技术，但基本没有解决各自检测技术所带了的不足，也不适合快速准确的识别油品种类，检测油品会耗费大量时间。如现有技术中提出的一种基于太赫兹时域光谱技术的检测系统，该系统需要将太赫兹波聚焦后测试样品，待测样品制作较为繁琐，且需要找太赫兹光斑位置，测试效率低，并不适合快速识别样品种类。现有技术中还提出的一种测试太赫兹时域光谱的设备通过透射式光路进行测试，导致调试获取目标信号较为繁琐，测试效率低，并且不适合大量样品的鉴别，成本较高。另，现有技术中提出的串行双光路激光诱导荧光光谱仪中所描述的一套测试系统，依然存在检测产品种类受限的问题，且操作复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种运用太赫兹与激光联合识别油品种类的测试系统及方法，以解决现有技术中油品识别检测的准确率稳定性较低以及受到单一技术局限性的影响，本发明是基于太赫兹单站散射测量机理，并运用太赫兹时域光谱技术联合激光诱导荧光光谱技术来识别油品种类的测试系统，从而可以在一次测试中得到油品更多的参数，并且可以对大量不同种类的油品进行识别，提升了准确率与速率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种运用太赫兹与激光联合识别油品种类的测试系统，包含：

样品放置装置，放置待测样品；

太赫兹单站时域光谱装置，将扩束后的太赫兹波直接照射所述待测样品，生成待测样品的太赫兹时域信号；