[发明专利]一种基于太赫兹光谱技术的皮革种类快速无损检测方法

说明书

技术领域

本发明属于皮革种类检测技术领域，特别涉及一种基于太赫兹光谱技术的皮革种类快速无损检测方法。

背景技术

现有的皮革及其制品定性分析和真伪鉴别主要采用感官鉴别方法，也就是完全采用眼看、手摸的方法进行鉴别，这种方法要求鉴别人员有丰富的鉴别技术和经验，不可避免会受到鉴别者主观影响。另外，还有通过检测样品标记DNA或其他特征生物大分子的检测方法，但成本昂贵且同样存在损害样品的可能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于太赫兹光谱技术的皮革种类快速无损检测方法。这是一种可克服检测鉴别者主观影响，能客观反映被检皮革及皮革制品的种类，且不会对被检皮革或皮革制品产生任何损伤的动物毛皮种类鉴别检测方法。

本发明所涉及的一种基于太赫兹光谱技术的皮革种类快速无损检测方法的步骤如下：

S1：制备适合太赫兹光谱检测皮革样品的检测支架；

S2：测量待测皮革样品的厚度；

S3：测量空白样品检测支架，获得参比太赫兹时域光谱信号；测量并获得装有待测样品检测支架的样品太赫兹时域光谱信号；利用公式计算获得样品的太赫兹光谱特征参数，包含但不仅仅包含吸收系数、折射率；

S4：多次测量同一样品不同位置的太赫兹时域光谱信号，计算特征参数，取平均值减小误差，获得待测样品的太赫兹光谱特征参数的平均值；

S5：比对构建形成的皮革太赫兹特征光谱数据库确定皮革种类。

进一步，所述检测支架包含夹片和紧固旋钮；夹片为两片一样的带孔聚乙烯片，孔径大于等于2cm，使用时将皮革样品平展置于两片带孔聚乙烯片中间，利用夹片固定，使用紧固旋钮拧紧，形成“三明治”结构。

进一步，单片聚乙烯片的厚度可选择2cm。

进一步，所述测量待测皮革样品的厚度可测量“三明治”结构的厚度，直接减去两片夹片的厚度即为样品厚度。

进一步，所述S3、S4的具体测量计算方法为，将空白样品的检测支架和装有待测样品检测支架依次置于透射式太赫兹时域光谱装置中，分别获得空白样品的检测支架和装有待测样品检测支架的太赫兹时域光谱信号；以前者信号作为参考信号，后者作为样品信号分别进行傅里叶变换得到相应的太赫兹频域波形、振幅等信息；为了减少实验误差，参考信号和样品信号的测量均重复三次，取平均值；皮革的太赫兹吸收系数或折射率的计算都是基于以上参考信号和样品信号的傅里叶变换得到的相应的太赫兹频域波形、振幅等信息获得，待测样品折射率n(f)计算公式如下：

其中，分别为样品光谱能量Is和参考光谱能量Iref进行傅里叶变换后获得的相位信息，样品信号和参考信号的太赫兹时域光谱信号进行傅里叶变换后可获得样品光谱能量Is和参考光谱能量Iref；c代表光速，d代表太赫兹穿透的样品厚度，f代表太赫兹的频率。

吸收系数α(f)的计算公式如下：

其中ρ(f)是Is和Iref傅里叶变换的振幅比，d代表太赫兹穿透样品的厚度，n(f)为折射率。

进一步，所述皮革太赫兹特征光谱数据库通过收集测量已知种类皮革标本获得不同种类皮革样品的太赫兹特征光谱，形成大样本的皮革太赫兹特征光谱数据库；测量计算方法同上述S1至S4步，并且能够通过不断获取待测样品的太赫兹光谱特征来完善皮革样品光谱数据库。S5中新收集的皮革样品太赫兹光谱信息添加进数据库可以不断改进太赫兹光谱鉴定皮革样品的准确率。

本发明是用太赫兹时域光谱系统采集被检皮革的光谱图，数据处理获得特定种类皮革的太赫兹特征光谱参数，得到皮革样品的太赫兹特征光谱数据库，根据特定皮革具有的特定太赫兹光谱参数进行鉴定。

本发明的皮革种类鉴别方法采用的皮革样品的太赫兹特征光谱参数，包含但不仅仅包含样品的太赫兹吸收系数、折射率等。直接根据一种或者多种参数的组合来确定被检皮革样品的种类。

天然皮革的基本组成成分是蛋白质，不同的动物皮毛所含蛋白质的种类和比例均有不同，另外其他组成成分(比如水)也存在差异；人造革通常以织物为底基，涂覆由合成树脂添加各种塑料添加剂制成的配混料制成。太赫兹光谱覆盖分子的低频振动能级，对极性物质敏感(比如水)。皮革组成成分的差异及含量的差异可以表现在其太赫兹特征光谱参数上，这是本发明的物理依据。