基于中红外光谱分析的微水对绝缘油电气性能影响研究

微量水分对绝缘油的介质损耗因数、电阻率等电气性能指标有明显的影响,探讨绝缘油受微量水分的影响规律,对于采取有效措施监控绝缘油的运行状态具有重要意义。首先对配制不同微水含量的绝缘油经过超声波振荡8h后再进行显微图像观察,得到该油水分散系中游离水和乳化水相对均匀程度在25 min内其分散状态较为稳定;在此基础上对油水分散系的介质损耗因数、电阻率指标进行了实验测试,得到了微水对绝缘油的电气性能指标的影响规律;然后对不同微水含量的绝缘油进行中红外光谱分析,得到不同微水含量的绝缘油在1 640,3 400,3 450,3 615 cm-1波数处的吸光度值。结合绝缘油中红外光谱分析的吸光度值变化以及实验测试结果表明油样在1 640,3 400,3 450,3 615 cm-1水分的特征波数处吸光度值数据随水分含量不同而产生明显变化,且吸光度值与水分含量的皮尔逊相关系数分别为0.964 1,0.984 8,0.984 5,0.944 0,油样中水分在相应特征波数处的吸光度值能够较好的反映出油样中水分含量的变化趋势;微水对绝缘油介质损耗因数的影响和水分子在3 400和3 450 cm-1特征波数处的吸光度值变化趋势之间的相关系数较大,分别为0.860 6和0.863 6;微水对绝缘油介质损耗因数的影响和水分子在1 640和3 615 cm-1特征波数处的吸光度值变化趋势之间的相关系数分别为-0.931 5和-0.9680,从而为绝缘油中微水的监测奠定了前期研究基础。     

红外光谱法测定润滑油的100℃粘度

本文采用红外光谱表征的润滑油结构族组成信息,采用人工神经网络为数据处理工具,预测了润滑油的１００℃粘度,得到很好结果,研究结果表明在润滑油组成,结构与性能研究中,红外光谱获得的润滑油结构族组成与其性能有密切关系。     

用红外光谱法研究聚氨酯生成动力学

用红外光谱法研究了聚氨酯在环己酮溶液中生成的动力学。选择异氰酸酯的2270cm~(-1)特征峰跟踪反应,同时选取溶剂环己酮的910cm~(-1)吸收峰为参比峰。求出了不同温度下的速率常数,并确定了反应级数、反应表观活化能和指前因子。     

红外光谱法分析检验复印纸

本文利用装备有衰减全反射附件的红外光谱仪对62种不同产地、不同品牌的复印纸进行检验,建立了纤维素和无机填料峰面积的比值作为区分鉴别复印纸的新方法,区分度达到了91.96%,达到了无损、快速、准确检验区分的目的。     

红外光谱法用于塑料软管成份的分析

对一种塑料软管,采用溶剂萃取方法进行组分分离,然后通过红外光谱对分离后的组分进行分析鉴定,从而确定塑料软管的组成配方,获得了较为满意的结果.     

利用红外光谱法分析洗衣粉的成分

采用热的无水乙醇作为溶剂将洗衣粉的无机和有机成分分开,利用红外(IR)光谱法进行分析。通过IR分析并经多晶粉末X射线衍射法(XRD)物相分析可以确定洗衣粉无机相主要成分为碳酸钠、硫酸钠以及4A沸石。IR分析表明有机相主要成分为十二烷基苯磺酸钠,核磁共振氢谱(~1H NMR)确认为支链十二烷基苯磺酸钠。     

丹参不同部位的红外光谱法分析

首次采用红外光谱三级鉴定法对丹参不同部位的药材粉末及其水提物和醇提物进行了分析与评价研究。结果表明, 一维图谱中, 丹参花与根的相似系数最高, 为0.9123 ; 叶在1650～1611 cm- 1的特征峰峰高明显高于其他部位; 二阶导数谱中, 1160~1000 cm-1范围内吸收峰的峰形、相对峰强有所差异, 不同部位水提物和醇提物的分析结果进一步明确了丹参根、茎、叶、花存在差异; 二维相关光谱中, 茎与叶、根与花的二维相关谱图仍较为相似, 印证一维及二阶导数谱结论。     

红外光谱法测定农药中吡虫啉含量

通常使用高效液相色谱法检测农药中有效成分吡虫啉的含量。文章采用红外光谱法直接测定农药中吡虫啉含量,样品使用KBr压片法。吡虫啉标准品和商品吡虫啉农药的红外光谱对照实验表明：吡虫啉在939.2 cm-1处的吸收峰不受农药中其他成分的干扰,可以选择此峰为定量分析波数;吡虫啉红外光谱在947～925.8 cm-1处的峰面积与其净含量满足线性方程：Area=1.3665×10-1+2.37×10-2×c,相关系数r=0.999 53。结论：利用红外光谱快速检测农药中有效成分吡虫啉含量的方法是可行的,可以替代常规的理化分析, 能够满足快速分析的需要。     

红外光谱法测定固相微萃取新型吸附质中单体的摩尔比

以丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体 ,过氧化苯甲酰为引发剂 (用量为wt 0 3% ) ,醋酸丁酯和甲苯作混合溶剂 ,溶剂用量与单体混合物的体积相同 ,采用溶液聚合的方法合成了一种新型固相微萃取吸附质 (苯乙烯 丙烯酸丁酯共聚物 )。以朗伯 比耳定律为依据 ,通过一系列的推导过程 ,得出了共聚物中两种官能团的吸收值比与共聚物中两种单体摩尔比的线性关系式A1 /A2 =kn1 /n2 。采用红外光谱法测定聚合物中两种官能团的吸收值比 ,再通过外标曲线法确定了共聚物中两种官能团的吸收值比 (y)与共聚物中两种单体的摩尔比 (x)的线性回归方程 y =0 136 2 0 0 84 1x。方法的精密度RSD(% ) =2 4 6 4 ,方法的回收率为 92 89%～10 3 94 %。红外光谱法测定作为固相微萃取新型吸附质的苯乙烯与丙烯酸丁酯共聚物中单体的摩尔比是一种快速准确的分析方法     

中红外光谱法无创伤检测血糖的新进展

应用中红外光谱法对手指、血液以及干燥后的血液进行了测定,并同时与血糖仪测定的血糖作对比研究。研究结果表明,对红外光谱图进行分析时,选择1455cm-1附近的谱峰作为基准峰,可使1120cm-1附近的谱带得到准确度较高的相对强度。干燥后的血液与手指的光谱图大致相似并且与实测的血糖值的投点图具有相近的斜率,说明中红外光谱法检测人体血糖具有较高的可靠性。对同一手指进行不同时间的测定,以1120cm-1谱带强度来表征血糖的浓度,其随时间的增加而增加,是因为人体内的葡萄糖不仅存在于血液中,而且也存在于皮肤的分泌物中,而分泌物会随时间的增加而增加。根据测定的1120cm-1谱带的相对强度与实测血糖值所得的线性关系图表明,洗手后10min的准确度要高于4min。     

基于TDLAS-WMS的中红外痕量CH_4检测仪

为了对痕量甲烷(CH4)进行非接触式检测,采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术,利用CH4位于中红外波段1 332.8cm-1吸收谱线,设计并研制出痕量CH4检测仪。该仪器使用中心波长为7.5μm的中红外量子级联激光器(QCL),通过调谐系数-0.2cm-1·A-1,采用固定工作温度调节其注入电流(0.6~1.6 A)的方式使其发光光谱扫描CH4气体吸收谱线(1 332.8cm-1)。在光学结构方面,该仪器采用光程为76m的herriott长光程密闭气体吸收气室,配合差分检测光路,降低了由激光光源波动引起的噪声,确保对痕量CH4进行检测。实验中,实现了40×10-9最低检测下限,检测结果的相对误差为0.09%,稳定度优于2.8%,验证了该仪器的可行性。     

基于小波变换的油膜光谱特征分析

水上溢油光谱作为高光谱遥感目标识别与分类的参考依据,在溢油识别与厚度区分等方面具有重要的研究意义。通过测量厚度范围为1.0～127 μm间的轻柴油的20组光谱曲线,计算其反射率光谱曲线随厚度变化的特征,并利用db4小波对反射率数据进行处理,突出光谱奇异性及其位置与奇异值随油膜厚度变化的特征。在研究范围内的油膜光谱反射率高于水体,但反射率值与油膜厚度间无固定增减关系。在其厚度小于6 μm时反射率光谱曲线无明显特征,厚度大于6 μm后在388 nm附近存在区别于水体的反射峰特征且随厚度增加特征愈加突出。油膜光谱小波分析后的细节系数在388～393 nm内表现出明显的奇异性,并且奇异位置随厚度增加向短波方向移动、奇异极值增大。研究证实了小波分析在确定油膜光谱特征位置与变化研究中的积极作用,并发现了紫外-可见光短波范围内的光谱特征,为紫外遥感进行溢油识别提供了科学依据。     

基于中红外痕量甲烷检测的地震预警仪

随着地震断裂带气体观测技术的快速发展,为了对地震进行精确的预报,减少因地震给人民群众生命和财产带来的损失,根据甲烷气体的释放与地震前上地壳岩石的微裂隙有直接关系的这一微观变化,设计并研制中红外痕量甲烷气体检测仪。仪器采用激发波长为7.65 μm的量子级联激光器(QCL),结合双光路长度为76 m的多次反射herriott长光程气体吸收池,可以在4 s的采样时间内实现40 nmol·mol-1气体检测灵敏度。同时,采用半导体激光器频率调制直接光谱吸收技术,降低了该仪器噪声的主要来源1/f噪声,使气体检测下限达到5 nmol·mol-1 (40 s采用时间)。在野外实验中,利用可控震源车作为模拟地震源,将6个痕量甲烷检测仪以100 m为距离等间隔放置,对距震源中心不同距离下的地表面甲烷气体浓度进行动态测量。实验表明,该仪器可以监测地震前地下痕量甲烷气体的释放,为地震前兆预警提供新的途径。     

中红外痕量乙烷传感器设计与稳定性分析

根据乙烷气体分子在3.3 μm处的基频吸收特性,使用中心波长为3.337 μm室温连续带间级联激光器(ICL)和有效光程为54.6 m密集光斑多通气体吸收气室(600 mL)研制了基于波长调制光谱技术(WMS)的乙烷传感器。详细介绍了基于WMS和二次谐波(2f)探测技术的光谱吸收法气体检测原理,给出了目标乙烷气体吸收线的遴选细节。此项技术的使用减小了光功率漂移对系统的影响,使得系统最低检测下限(MDL)和稳定性能得到提升。结合原理框图,通过光学和电学两个模块分别详细介绍了乙烷传感系统设计方案,描述了自主研制的软、硬件单元和商用仪器的使用及其型号供他人参考,并给出传感器光学配置实物图。而且,为匹配激光波长调制与基于压力的吸收线宽,对气压和调制深度进行优化,研究了调制幅度对应2f信号峰值及调制幅度与调制深度的关系,最终确定最优气压和调制深度分别为100 Torr和0.074 cm-1,对应的调制信号幅度为~0.026 V。此外,基于优化后的气压和调制深度,使用136.8 nmol·mol-1 乙烷标准气体进行了系统灵敏度估算。详细介绍了ICL扫描调制信号、锁相放大及数据采集单元的参数设置,并给出示波器记录的扫描调制信号及2f信号波形图片。通过对比DAQ采集的2f信号和背景噪声信号,估算系统最低检测下限为33 nmol·mol-1。最后,使用9个不同浓度乙烷标准气体(20～400 nmol·mol-1)分别进行~5 min系统标定测试,并列出了拟合曲线和拟合相关度等信息。而且,使用浓度为48 nmol·mol-1乙烷气体样品开展连续2 h系统稳定性测试并进行Allan-Werle 方差分析。结果显示,该系统工作稳定,积分时间为4 s时,乙烷气体检测灵敏度为~0.81 nmol·mol-1。通过增加系统积分时间至63 s,系统灵敏度可被提高至~0.36 nmol·mol-1。     

基于中红外光谱吸收技术的一氧化碳气体检测系统

基于中红外光谱吸收技术,利用一氧化碳(CO)气体分子在4.6 μm处的基频吸收带,采用新脉冲的红外光源和双通道的热释电探测器,研制了一种CO浓度检测系统。该系统主要由脉冲调制式宽带热光源、开放式椭球聚光镜/气室、双通道探测器、主控及信号处理模块构成。通过优化开放式椭球聚光镜/气室,气体吸收光程达到40 cm, 探测器输出电信号的幅度增加约为原来的2~3倍。因此,采用椭球聚光镜后,将在一定程度上提高系统的信噪比从而改善系统的性能指标。利用配备的CO气体样品,研究了该系统对CO气体的传感特性。实验结果显示,该系统的最小检测下限为10 ppm,在该浓度点的测量误差约为14%;在20~25 000 ppm范围内的测量误差小于7.8%;对0 ppm气体样品的连续50分钟测量结果的最大偏差约为3 ppm,标准差约为0.18 ppm。同基于量子级联激光器和分布反馈激光器的CO检测系统相比,该系统具有性价比高、光路结构简单等优势,从而在煤矿、环保等场合下的CO检测方面具有较好应用前景。     

基于MEMS线阵的便携式中红外水中油浓度速测仪

针对传统光谱测油仪存在的环境适应能力弱、分析速度慢、测量重复性差等问题,研制了一种便携式中红外水中油浓度速测仪。其核心光路采用典型的非对称折叠式M型Czerny-Turner光学结构,有效缩小仪器体积;使用周期性转动的斩光器调制红外光源,并对斩光器转速进行数字PID控制,调制精度达到±0.5%;采用固定光栅作为分光元件,无需光栅扫描装置且不存在转动误差;利用新型MEMS红外线传感器阵列探测调制后的光谱信号,显著提高光谱采集速度。光学仿真及实验结果表明仪器光谱范围为2 800~3 200cm-1,光谱分辨率达到6cm-1(@3 130cm-1),信噪比达到5 200∶1,谱图采集速度为13ms·幅-1,吸光度标准偏差优于3×10-3,满足了水中油测定国家标准要求。与已有红外光谱测油仪相比,该仪器小型便携,分析速度快,测量精度高,抗震防潮性能好,特别适用于环境监测部门对水中油浓度的现场实时测量,因此在水质监测领域具有广阔的应用前景。     

同步-异步二维中红外相关谱检测掺假芝麻油

将同步-异步二维中红外相关谱和多维偏最小二乘判别法相结合定性分析掺假芝麻油。分别配置40个纯芝麻油和含有玉米油不同体积分数(3%~60%)的掺假芝麻油样品40个。室温下,分别采集所有样品的常规一维中红外光谱(650~4 000cm-1)。在研究纯芝麻油和掺假芝麻油的一维中红外光谱的基础上,以芝麻油中掺假的玉米油浓度为外扰,进行相关计算,得到同步和异步二维中红外相关谱矩阵,并对其进行标准化。分别提取标准化的同步和异步二维中红外相关谱主对角线上部分和下部分元素进行融合,得到同步-异步二维中红外相关谱矩阵。在此基础上,分别基于同步-异步二维中红外相关谱矩阵、同步二维中红外相关谱矩阵和异步二维中红外相关谱矩阵建立了三个定性分析掺假芝麻油的多维偏最小二乘判别模型对预测集未知样品进行预测,其识别正确率分别为100%,96.2%和96.2%。结果表明:相对于同步和异步二维中红外相关谱,同步-异步二维中红外相关谱不仅包含了完整的掺假油特征信息,而且剔除了冗余信息,因此能取得更好的判别结果。     

基于油液光谱Wiener过程的综合传动装置失效预测

原子发射光谱是分析油液中微小磨损颗粒元素浓度的重要方法。作为一种非直接测量方法,油液光谱数据是车辆综合传动装置可靠性评估中的系统性能劣化的重要监测指标,可用于系统失效评估与剩余寿命预测。针对油液光谱数据这类型的一元劣化失效,随机过程尤其是Wiener过程模型具有良好的计算分析性质,在基于性能劣化的可靠性分析中应用日趋广泛。通过对车辆综合传动装置运行中的实时采样,共取得50个油液光谱样本。采用其中三种指示元素的线性回归方程来计算综合传动装置运行中每个瞬时的特征值与均值。基于正漂移Wiener过程,建立了综合传动装置的劣化失效预测模型,并基于R语言环境进行了随机微分方程的仿真与求解。得到了油液光谱中的Fe,Cu和Mo元素含量增长趋势的预测结果以及三种指示元素各自的首中时间。经比较,劣化失效周期的预测值较之条件维护时间延长了27 Mh(15.9%)。维护时间的延长,能够有效的减少全寿命周期内的维护次数,并最终降低维护成本。研究结果表明,该方法适用于综合传动装置的磨损与失效预测、全寿命周期费用与维护计划的优化。同时,也可推广至其他复杂机械系统的失效预测与评价等相关领域。     

基于油液光谱分析的综合传动视情维护研究

综合传动装置磨损产生的金属颗粒在润滑油液中均匀混合,导致装置工作环境的恶化并最终导致装置磨损失效事故的发生。因此,实现综合传动装置磨损劣化状态的准确监测和视情维护策略的合理制定对提高装置的可靠性与可维护性具有重要意义。携带着磨损部位与磨损状态信息的油液光谱与综合传动装置寿命的相互关系反映了装置磨损劣化的分布特征,使实现基于油液光谱数据的装置劣化建模和维护决策成为可能。现有综合传动装置视情维护研究是通过油液光谱数据趋势分析结合经验阈值实现的,没有考虑维护成本、装备可用度等因素的影响。鉴于此,提出基于油液光谱数据的综合传动装置视情维护决策方法。首先,针对综合传动装置的历史故障油液光谱数据,考虑装备寿命与各劣化变量间的相互关系及各劣化变量对装备劣化的贡献程度,采用Weibull比例风险回归建立了装置的工作寿命模型。然后,针对综合传动装置训练演习和执行任务两种使用工况,分别以最少维护成本、最大可用度为目标建立了装置的维护决策模型。与传统的综合传动装置维护决策方法相比,该方法考虑了维护成本因素和装备可用度因素的影响,能够根据维护目标有效的制定装置最优维护时间,为装置的视情维护决策提供了一个客观的量化方法。最后,通过对Ch系列综合传动装置历史故障油液光谱数据的实例分析证明了该方法的有效性,它能够实现综合传动装置视情维护策略的合理制定,也为其他装备的视情维护决策提供了有益的参考。