[发明专利]一种基于红外光谱主成分分析的鉴别有机涂层成分的方法

说明书

本发明涉一种基于红外光谱主成分分析的鉴别有机图层成分的方法，包括如下步骤：步骤1、制备标准涂层；步骤2、将制备好的标准涂层测定红外光谱；步骤3、利用Matlab软件对每种涂层的n个样品共7*n个样品的红外光谱数据作为建立主成分分析模型样本集；步骤4、选取前3种主成分，以3个主成分为坐标轴，绘制主成分空间图；步骤5、将待测涂层样品按照步骤1制备红外光谱测定样品，并进行红外光谱测量；步骤6、根据被测漆膜样品在主成分空间的聚集情况判断待涂层是否符合设计要求。该方法可以有效的鉴别涂层种类，且具有快速，准确，无损，便捷等优点。

技术领域

本发明属于防腐涂层成分检测技术领域，具体涉及一种基于红外光谱主成分分析的鉴别有机涂层成分的方法。

背景技术

输变电设备在服役过程中会受到各种环境的腐蚀，导致各种事故，严重威胁供电安全。防腐涂层是防止输变电设备腐蚀的主要技术之一，原材料的质量、涂装的质量是涂层防腐效果的重要保证。目前存在施工方偷工减料、以次充好等不诚信行为，又缺乏防腐涂层成分的检测手段，导致防腐效果不理想。

目前涂料成分的检测采用红外光谱分析技术，虽然不同厂家产品质量相差明显，但主要成分基本相同，红外光谱的峰值范围相似，特征峰也相似，难以单一区分所用涂料是否与设计涂料一致。目前，尚无根据涂层的成分分析鉴别现场涂层成分的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于红外光谱主成分分析的鉴别有机涂层成分的方法，该方法可以有效的鉴别涂层种类，且具有快速，准确，无损，便捷等优点。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种基于红外光谱主成分分析的鉴别有机涂层成分的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、制备标准涂层：

将输变电设备设计涂层的底漆、中间漆和面漆在镀锌钢板上涂刷，制备7种类型的涂层样品，分别为：底漆图层样品、中间漆图层样品、面漆图层样品、底漆+中间漆图层样品、底漆+面漆图层样品、中间漆+面漆图层样品、底漆+中间漆+面漆图层样品，分别用：B1、B2、B3、B1+B2、B1+B3、B2+B3、B1+B2+B3表示，每种类型的涂层制备n个样品，n不小于8；

步骤2、将制备好的标准涂层测定红外光谱；

步骤3、利用Matlab软件对每种涂层的n个样品共7*n个样品的红外光谱数据作为建立主成分分析模型样本集，计算步骤如下：

1)矩阵前处理：

2)计算漆膜红外的协方差矩阵C：

3)计算协方差矩阵C的特征值和载荷向量：

根据|C-λE|＝0可得特征值λ_i(i＝1,2,3...,p)与对应的载荷向量u_i(i＝1,2,3...,p)

4)选择主成分：

主成分的得分贡献率a_i的大小代表包含信息量的大小，表示某一主成分的所含信息占全部主成分的所含信息的比例，也可以说是某个特征值占所有特征值之和的比例，其中a_i的表达式为：

步骤4、选取前3种主成分，以3个主成分为坐标轴，绘制主成分空间图；

步骤5、将待测涂层样品按照步骤2制备红外光谱测定样品，并进行红外光谱测量；

步骤6、根据被测漆膜样品在主成分空间的聚集情况判断待涂层是否符合设计要求。

进一步的：步骤2的测定方法为：