[发明专利]一种近红外光谱在线检测高能粘合剂组分的方法

说明书

本发明涉及含能材料在线检测领域，具体涉及一种近红外光谱在线检测高能粘合剂组分的方法。其包括如下步骤：定标集制备，光谱在线采集，光谱预处理、定量波段、主因子数等建模参数的优选，以偏最小二乘法建立了高能粘合剂组分含量与近红外光谱之间的对应关系——定量校正模型。本发明通过液体透射光纤探头实现了生产线上高能粘合剂近红外光谱的在线采集。本方法具有测试速度快、可靠性度高、绿色环保等优点。本发明为高能粘合剂生产提供了一种在线监测手段，可及时发现产品组分含量的偏差，为采取纠正措施提供了依据，大大降低不合格率。

技术领域

本发明涉及含能材料在线检测领域，具体涉及一种近红外光谱在线检测高能粘合剂组分的方法。

背景技术

高能粘合剂是NEPE类高能推进剂的粘合剂预混物，主要由聚醚类粘合剂、硝酸酯类增塑剂和少量安定剂组成，是NEPE类推进剂最关键的原材料。高能粘合剂中各组分含量对NEPE类推进剂能量、燃烧、力学等性能均有重要影响，因此，在高能粘合剂生产中，需要准确分析其组分含量。目前，高能粘合剂生产过程中，需要人工在生产线取样送理化实验室分析，根据检测结果，生产线再进行修正，如此反复，直到满足设计要求。高能粘合剂组分含量的传统分析方法是液相色谱法，此法需要溶解样品、定容、制作标准曲线，测试时间需要6～8小时，时效性差，质量信息反馈严重滞后。因此，高能粘合剂生产需要一种能够现场分析或在线检测组分含量的方法。

近年来，近红外光谱技术以其快速、绿色环保、多组分同时定量的优点在石油、粮食、医药、乳品、酒类等诸多行业的生产过程质量监控中得到了广泛应用，在含能材料方面的检测应用也逐渐得到人们的重视。文献《The application of near-infraredspectroscopy for the quality control analysis of rocket propellant fuel pre-mixes》Talanta,2004,62(4):675～679利用近红外光谱开发了一种丁羟推进剂预混料中粘合剂、增塑剂和防老剂含量的快速分析方法，准确度和精密度都满足推进剂生产质量控制要求。文献《近红外漫反射光谱法快速测定混合炸药组分含量》火炸药学报,2008,31(5):62～65采用近红外漫反射光谱建立了混合炸药主要组分含量检测的新方法，t检验表明近红外法测定结果与化学法无显著差异。

发明内容

本发明所解决的技术问题：

本发明提供一种近红外光谱在线检测高能粘合剂组分的方法。本方法检测速度快、测试时间短、抗干扰能力强，可及时发现产品组分含量的偏差，为采取纠正措施提供依据，大大降低了不合格率。

本发明所采取的技术方案：

一种近红外光谱在线检测高能粘合剂组分的方法，包括如下步骤：

1)通过生产线取样和实验室配制两种方式获得高能粘合剂定标集样品，定标集样品数量不少于30个，各组分含量尽可能呈均匀分布，且组分含量之间不存在线性相关；

2)采用液相色谱法测定定标集样品中粘合剂、硝酸酯含量，作为定标集样品含量的参考值；

3)将参比光路和样品光路全部置为空路，校正仪器基线，样品不经过任何预处理，将液体光纤探头浸入样品中，采集得到波长为1000～2100nm(10000～ 4762cm^-1)的原始近红外光谱；

4)应用化学计量学软件，对原始光谱进行预处理，得到预处理光谱，选择各组分定量波段，采用偏最小二乘法将预处理光谱与各组分含量参考值相关联，建立校正模型，用交叉检验法检验校正模型，依据交叉检验均方根偏差(RMSECV)(式Ⅰ)与维数的关系，选择RMSECV值最小时的维数为最佳维数；

采用F概率法剔除异常样品，剔除异常样品后，重新进行交叉检验，以 RMSECV值最小、交叉检验相关系数R²值(式Ⅱ)最大为原则，优选最佳校正模型；