[发明专利]硅钢绝缘涂层厚度近红外光谱检测方法

权利要求书

1.一种硅钢绝缘涂层厚度近红外光谱检测方法，其特征在于：采用声 光可调滤波器近红外光谱仪采集硅钢表面绝缘涂层的近红外光谱，绝缘涂层 在近红外波段的特征吸收峰出现在1601nm和2086nm处；建立绝缘涂层样 本数据库，样本数据库中包含样本的绝缘涂层近红外光谱和涂层厚度标准 值；根据绝缘涂层样本数据库建立由预处理模块和核偏最小二乘模块组成的 绝缘涂层厚度分析模型，预处理模块的输入为样本数据库中样本的绝缘涂层 近红外光谱数据，预处理模块的输出作为核偏最小二乘模块的输入，经核偏 最小二乘模块处理后输出绝缘涂层的厚度值；将采集到的硅钢表面绝缘涂层 的近红外光谱数据输入绝缘涂层厚度分析模型即可得出绝缘涂层的厚度值， 实现硅钢绝缘涂层的厚度测量，其中：

1)制备硅钢标准样本：从冷轧硅钢生产线上按照不同批次抽样剪切涂 敷有相同配方涂层的硅钢钢板，将钢板的上下表面分别划分为若干10mm× 10mm的小区间，每一个区间作为一个样本；

2)测量各样本涂层的标准厚度：在各小区间内采用基于电磁法的高精 度涂层测厚仪按5点测量法测量其绝缘涂层厚度，将5点的厚度值求平均作 为该样本的绝缘涂层标准厚度；

3)扫描获得各样本的近红外光谱：采用与上述电磁法相同的5点测量 法采集各样本绝缘涂层的近红外光谱，通过简易支架使光谱仪来自光源的入 射光与硅钢钢板表面呈30°夹角，光谱仪扫描波长范围为1100nm-2300nm， 扫描间隔2nm，每一个光谱数据为连续扫描300次的平均光谱，将5点测试 的光谱数据求平均，作为各样本的近红外光谱数据；

4)建立绝缘涂层样本数据库：绝缘涂层样本数据库由不同厚度绝缘涂 层的近红外光谱及其对应厚度的标准值构成的数据对{(d_i，x_ij)，i＝1，2，…， n，j＝1，2，…，m}组成，其中，d_i∈Rⁿ，为在n维空间上第i个样本的绝 缘涂层厚度，x_ij＝(x_i1，x_i2，…，x_ij，…，x_im)(i＝1，2，…，n，j＝1，2，…， m)为第i个样本在扫描波长范围内的m个光谱数据；

5)近红外光谱数据预处理：各样本绝缘涂层的近红外光谱数据预处理 由预处理模块完成，预处理模块由异常光谱剔除、平滑和导数三个子模块组 成，输入为原始光谱数据，输出为预处理后的数据；

6)核偏最小二乘涂层厚度分析：绝缘涂层的厚度分析由核偏最小二乘 模块完成，核偏最小二乘模块的输入为经过预处理后的近红外光谱数据，输 出为绝缘涂层的厚度值，核偏最小二乘模块中高斯核函数的宽度L和核偏最 小二乘参数t采用分段交叉证实法确定：首先对L从0.1开始到30，以0.1 为步长，t从1到300，以1为步长进行交叉检验，t和L要在各取值范围内 相互组合，获得核偏最小二乘模型预测的预测均方根误差出现最小值时对应 的L₀，然后，以0.01为步长，在L_0-1到L₀₊₁的范围内，采用与上述相同的方 式进行交叉检验，得到最优的L值。