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圖1：瀝青指紋快速識別系統登錄界面

這套瀝青指紋快速識別系統具有計算機桌面安裝程序，在計算機中運行，聯網后可以實現指紋識別，數據上傳和管理。每個用戶都可以通過登錄自己的賬號來進行數據瀏覽和管理。

瀝青指紋識別軟件的第一個核心功能就是檢測瀝青的相似度。施工項目的工地試驗室首先對供應商提供的瀝青標準樣品進行全套指標試驗，然后再將檢測合格的瀝青樣品光譜圖錄入系統作為標準光譜，后期每車瀝青進場時進行光譜識別，并自動與標準樣品光譜進行對比，根據相似度對比結果來評價供貨瀝青是否合格。

瀝青樣品的綜合相似度算法是整套指紋識別軟件的核心優勢，這套算法由安徽中路智慧交通科技有限公司自主開發。軟件通過自動識別和提取特征峰，計算測試譜圖和標準譜圖的峰-峰值差，并將所有的特征峰對比結果加權計算，得到綜合相似度指數。

圖2：指紋識別分析結果示例

瀝青指紋識別軟件的第二個核心功能就是檢測改性劑含量。測試前，需要按照規范的要求制作5個標樣分別測量其圖譜，軟件將自動擬合繪制C_SBS-As聚合物含量-標準A值曲線。當完成標樣標定后，進行改性劑含量未知的樣品測試后，軟件即可自動與標準曲線比對，從標準曲線上獲得對應的聚合物含量。

圖3：改性劑含量標定

測試結果可以生成如圖4所示的測試報告，給出樣品綜合相似度的對比結果，改性劑的含量以及綜合評價結論。同時，測試樣品和標準樣品的光譜對比圖也會顯示在報告中。測試結果可以導出為.pdf格式文件，也會儲存在網絡服務器中。

圖4：相似度檢測報告示例

云平臺服務

云平臺由安徽中路智慧交通科技有限公司自主開發，云平臺具有光譜數據存儲和遠程查看功能，通過授權的賬號可實現遠程查看、統計分析進場瀝青的合格率，便于管理人員及時掌握進場瀝青質量。

圖5：指紋識別測試結果的云平臺管理

圖6：指紋識別測試結果的云平臺查看

島津IRSpirit-X便攜式紅外光譜儀

我們選擇島津的IRSpirit-X便攜式紅外光譜儀作為整套系統的硬件載體主要是考慮了“準確性”，“耐久性”，“經濟性”等因素。

圖7：ATR多反射晶體瀝青測試效果

>  準確性

在系統開發的前期調研階段，我們對國內外主要品牌型號的紅外光譜儀均進行了試用，島津的測試結果滿足應用需求，綜合表現處于第一梯隊。

島津的IRSpirit-X便攜式紅外光譜儀采用了DLATGS檢測器溫控技術，降低了數據基線的波動，提高數據重復性和可靠性。圖8是對比實驗示例（可以注意將縱坐標單位變成0.01后，可以很明顯的反映出差異）

圖8：帶控溫（左）和不帶控溫（右）的DTLATGS檢測器檢測石蠟油中硅油的實測圖譜對比

>   耐久性

工程現場的試驗室環境一般比較惡劣，空氣潮濕，粉塵含量高，很容易造成紅外光譜儀的損壞。實際工程應用中的紅外光譜儀發生損壞的概率要比母體檢測機構高得多，而且一旦損壞，通常需要支付非常昂貴的維修費用。因此，很多紅外光譜儀會配套恒溫恒濕的環境箱，但在使用時，很多紅外光譜儀仍然會面臨潮濕環境的挑戰。

島津的IRSpirit-X便攜式紅外光譜儀內置電子除濕裝置（選配），采用高分子固態電解膜技術，以電解方式除去干涉儀內部的水汽，不產生液態水，無需定期排水或清理，即使不配備額外的電子除濕環境箱仍可長期使用。島津內置的電子除濕裝置的功耗極低，與需要常年開機以維持儀器內部干燥的儀器相比，可以節約多達90%的待機電量消耗。

圖9：自動電子除濕裝置的工作原理

除此以外，其他為應對高濕度環境的防潮設計還包括：

-          防潮鍍層KBr分束器（IRSpirit-TX/LX），或ZnSe分束器（IRSpirit-ZX）

-          光學系統密封在鋁壓鑄件中

-          采用電子和紙基指示雙保險的狀態監控功能

-          根據使用環境濕度，可選擇KBr光學窗片（最高相對濕度70%RH）或KRS-5光學窗片（最高相對濕度90%RH），兩者都含防潮鍍層

圖10：鋁壓鑄干涉儀外殼

>   經濟性

整套瀝青紅外光譜儀的開發目標主要是面向工程應用，承諾光譜儀主機核心部件享受10年質保，因此系統的價格、維護成本、耗材成本都是決定方法和設備推廣規模和應用范圍的重要影響因素。我們目前整合的這套“瀝青紅外光譜儀”也是市場上具有明顯價格優勢，具有卓越性價比的解決方案。

試驗標準

AASHTO T302 | JTG 3410-202X T0672紅外光譜法 | JTG 3640-202X 公路瀝青路面施工技術規范（原F40）

鑒于紅外光譜測試方法和指紋識別技術近些年的廣泛應用，新版的JTG E20公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程（新編號JTG 3410）中將加入紅外光譜儀法用于現場施工過程中的瀝青質量控制，該方法主要參考AASHTO T302編寫，同時收錄了ATR衰減全反射法和溶劑稀釋法。

主要特點

-   核心部件10年質保（光源，激光器，干涉儀，分束器，電路板，檢測器）。

-   內置自動電子除濕裝置（選配），不產生液態水，無需定期排水或清理。電子除濕裝置的功耗極低，與需要常年開機以維持儀器內部干燥的儀器相比，可以節約多達90%的待機電量消耗。

-   高靈敏度。通過帶溫控功能的DLATGS檢測器降低了數據基線的波動，提高數據重復性和可靠性。

-   自診斷功能。儀器開機初始化過程中，自診斷功能自動檢測信號系統和光路狀態。包括了各種信息，并自動將結果輸出為一個文件，使得儀器設備管理更為簡單。儀器狀態的歷史記錄也可以被驗證。

-   指紋識別軟件與紅外光譜儀和紅外光譜軟件通訊后，可以直接使用指紋識別軟件控制儀器進行試驗并得到測量結果。

-   指紋識別軟件使用安徽中路智慧交通科技有限公司的專利算法（專利申請中），完全滿足交通運輸行業規范的要求。

-   體積小巧，占地面積＜A3紙的尺寸，便于攜帶到現場使用。

技術規格

光譜范圍：7800~350cm^-1（KBr分束器）；6000~550cm^-1（ZnSe分束器）

光譜分辨率：0.9cm^-1，2cm^-1，4cm^-1，8cm^-1，16cm^-1，可自行設置

波數準確度：±0.1cm^-1

波數重復度：±0.0005cm^-1（@2000cm^-1）

信噪比：不低于37000:1（分辨率4cm^-1）

外形尺寸：長390mm×寬250mm×高210m

主機重量：8.5kg

電源規格：220V，50Hz，單相電

環境要求：操作溫度10℃~35℃，最佳性能溫度范圍15℃~30℃；濕度范圍20~70%，無冷凝（主機面板配備濕度狀態燈）