红外自动测伪技术.pdf

本发明属检测技术领域，是一种自动检测化学产品（如化肥、药品等）用料真伪以及化合物溶液浓度的方法。
    目前红外光谱技术可以对化合物作出鉴别，其方法是通过红外光谱仪器获得被测样品的红外吸收光谱，然后将该光谱与标准品红外吸收光谱进行比较，根据两光谱是否相同，判定出两者是否为同一化合物，该方法的缺点是比较、鉴别过程必须由人来完成。本发明的目的是提供一种自动检测化合物真伪的方法。它将化合物红外吸收差异性的看谱比较，改为电脑自动比较，实现了检测自动化、程序化。就申请人所知目前检测技术领域尚无此项技术。

    本发明技术原理如下：每一种化合物都对应有自己独特的红外吸收光谱。红外光谱差异性尤为突出地表现在频率范围1600～650cm-1的指纹区。所以在未知物的红外光谱图中如指纹区与某一标准样品相同，就可以判定它和标准样品是同一化合物。所以在红外区确定一组波长，其中4/5选在指纹区。通过分光器将该组单色红外光经红外光纤依次入射至标准样品，透射光由红外光纤送至红外接收器，接收器将各波长透射光光强转为电信号（光电流）输入单片机贮存，作为标准比较数据。当检测某物是否与标准品相同时，先将被测物制成与标准品测试时具有的状态，然后对被测重复上述红外透射，通过单片机系统将被测物在各波长下的透射光光电流与单片机内贮存的同样波长对应的标准品光电流进行比较。当各组比较均相同时系统输出肯定信号，否则输出否定信号。入射红外光可以是一组连续波长光，也可以是一组特定波长光。连续波长光可通过棱镜分光器、光栅分光器等分光器获得，通过分光器一般可将频率为4000～625cm-1的红外光连续变化地入射至被测物上，红外接收器把接收到的连续光强信号，转变为一连续的电平信号输入单片机，此时单片机实际存贮，处理的是数字化的红外吸收光谱。连续示波器、单片机可输出光谱图形。连续波长法可以检测出被测物与标准品的精细差别，另外还可判定化合物是否纯净。因为不纯物质的红外光谱吸收峰比纯品多，所以通过单片机计算被测物吸收峰数目然后与纯品吸收峰数目比较，便可判定被测物是否纯净。特定波长光可通过一组干涉滤片来实现。此时，单片机记忆、比较、处理地是一组分立的电平信号。特定波长法用于证实所测是否为所期待的化合物非常有效。该方法分光技术简单、波长重复性好、系统造价低、便于普及使用。上述系统通过变厚测光法可以自动测定化合物溶液浓度。溶液吸收光能符合Beer-Lambert定律，强度为IO的入射光（单色光）透过厚度为K的溶液后，透射光强为I，那么

    I＝IOe-acx-（1）

    ac＝k为溶液的吸收系数，c为溶液浓度，α为一与浓度无关的常数、它只由吸收物质的分子特性决定。对于同一浓度溶液，将溶液透光厚度由X1变为X2，对应的透光强度由I1变为I2，则

    I1＝IOe-acx1-（2）

    I2＝IOe-acx2-（3）

    将（2）、（3）取对数后相减可得

    C =1a ( x2- x1)l nI1I2— ( 4 )]]>

    a可通过该物质标准浓度溶液，按上述公式测得后存贮在单片机内，K2、K1均为常数。所以通过测量溶液厚度变化前后的光强I1、I2即可求得溶液浓度c。对于红外自动测伪系统，光强测量及其对数运算都是在程序控制下由单片机自动完成的。对于多溶质混合溶液，只要各溶质互不影响彼此的红外吸收程度，或在能够找到各溶质独有吸收频率的情况下，利用上述变厚测光法可分别测定各溶质的浓度。此时要注意，测哪种溶质浓度，必须使用该溶质独有吸收频率的单色光作入射光。

    本项检测技术具有通用性、多功能、快速、准确等优点，对于一部红外自动测伪仪，可根据需要任意输入标准比较数据，输入多少组标准数据就能检测多少种化合物。另外输入多少种溶质的a值，就可测定多少种溶质的溶液浓度。本项发明不仅对打击假化肥、假农药等伪劣产品具有重要意义，而且对实现化学分析仪器智能化也有积极作用。