基于太赫兹光谱的高氯酸铵含水率预测模型

作     者：罗力川 邓琥 刘泉澄 陈林宇 李占锋 Luo Lichuan;Deng Hu;Liu Quancheng;Chen Linyu;Li Zhanfeng

作者机构：西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 特殊环境机器人技术四川省重点实验室四川绵阳621010 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2021年第41卷第11期

页      面：216-225页

核心收录：

学科分类：080805[工学-电工理论与新技术] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国防基础科研项目(JCKY2018404C007) 国防技术基础项目(JSZL2017404A001,JSZL2018204C002) 四川省科技厅重点研发项目(2019YFG0114) 

主　　题：光谱学 太赫兹时域光谱技术 高氯酸铵含水率 吸收系数 折射率 预测模型 

摘      要：现行的高氯酸铵水分含量检测方法难以满足快速、安全的检测需求。采用太赫兹时域光谱技术检测样本的时域光谱,并提取出折射率和吸收系数。根据朗伯-比尔定理和有效介质理论,构造了基于吸收系数的含水率预测模型;根据有效介质理论和等光程,构造了基于折射率的含水率预测模型,这两种模型需要称量样本质量。此外,提出一种结合吸收系数和折射率的新型含水率预测模型,在保证测量精度的条件下,不需要称量样本的质量。实验结果表明:当同组样本的含水率(水分质量分数)在1%以下时,吸收系数和折射率与含水率之间的决定系数均大于0.995;当含水率在0.1%以下时,决定系数在0.95左右,三种预测模型的预测均方根误差均在0.05%以内。不同组样本的预测含水率与实测含水率之间存在基线偏移,这很可能是样本制备差异引起的。研究表明,所提方法为高氯酸铵和类似固体粉末中的水分含量检测提供了快速、无损、安全和高精度的检测方法。