[发明专利]一种红木品种的快速鉴别方法

说明书

本发明涉及一种红木品种的快速鉴别方法，解决红木品种中的卢氏黑黄檀和檀香紫檀，普通消费者难以区分，需要专业人员依靠经验及标准的木材切片显微鉴定方法进行鉴别，区分难度大的问题。本方法联合采用激光拉曼光谱和激光诱导荧光光谱技术快速无损鉴别檀香紫檀和卢氏黑黄檀，采用3个激光波长照射红木样本并获取相应的光谱，根据荧光及拉曼光谱特性进行拉曼和荧光光谱分离，获取样本的拉曼和荧光特征光谱，并构建相应的特征量，以扩大檀香紫檀和卢氏黑黄檀的光谱差异，然后应用多元线性回归建立判别模型。本发明可实现单个CCD光谱仪即可获得样本的拉曼和荧光光谱，通过建模分析可以区分卢氏黑黄檀和檀香紫檀，实现无损检测鉴别。

技术领域

本发明属于木材品种检测领域，涉及一种红木品种的快速鉴别方法。

背景技术

红木为紫檀属、黄檀属、柿属、崖豆属及决明属树种的心材，且其构造特征、密度和材色符合国标标准GB/T18107-2017要求的木材。不同品种的红木价格差异非常大。如檀香紫檀，俗称“小叶檀”，由于木材稀少，价格非常昂贵，为65～84万/吨。而产自马达加斯加的卢氏黑黄檀价格为7～8万/吨，仅为檀香紫檀的十分之一。由于卢氏黑黄檀在纹理及色泽上与檀香紫檀非常相似，在巨大的利益驱动下不法商家将卢氏黑黄檀冒充檀香紫檀进行售卖。而对于卢氏黑黄檀和檀香紫檀，普通消费者难以区分，需要专业人员依靠经验及标准的木材切片显微鉴定方法进行鉴别，区分难度大、费时费力。

激光拉曼光谱技术是一种快速、无损、绿色的光学检测方法。通过对入射光频率不同的散射光谱进行分析可以得到物质分子的振动及转动信息，可以用于物质结构的鉴定。激光诱导荧光光谱技术是采用激光照射样本并使其产生荧光，通过分析荧光光谱谱线位置及强度可进行物质的定性及定量分析。此外，物质的荧光光谱与激发光源的波长无关，只与荧光物质本身的能级结构有关。檀香紫檀和卢氏黑黄檀虽然在纹理及色泽上较为相似，但微观结构上有一定差异，通过光谱技术结合算法分析建模可以有效区分檀香紫檀和卢氏黑黄檀两个红木品种。

发明内容

本发明解决红木品种中的卢氏黑黄檀和檀香紫檀，普通消费者难以区分，需要专业人员依靠经验及标准的木材切片显微鉴定方法进行鉴别，区分难度大、费时费力的问题，提供一种红木品种的快速鉴别方法，联合采用激光拉曼光谱和激光诱导荧光光谱技术快速无损鉴别檀香紫檀和卢氏黑黄檀。本方法对不同激光波长照射下获取的样本光谱进行拉曼和荧光光谱信号分离，仅需采用单个CCD光谱仪即可获得样本的拉曼和荧光光谱，该方法有效简化鉴别装置及降低装置成本；根据檀香紫檀和卢氏黑黄檀的光谱特性，将其拉曼和荧光特征光谱构建相应的特征量，扩大两者的光谱差异，提高判别的准确率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种红木品种的快速鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：拉曼光谱和荧光光谱信号的分离；

步骤1.1，分别获取檀香紫檀和卢氏黑黄檀样本各n个，分别记为S_T1,S_T2,S_T3,…,S_Tn，S_L1,S_L2,S_L3,…,S_Ln；

步骤1.2，对于檀香紫檀样本S_T1，放置积分球于样本S_T1上，调节可谐调激光器的输出波长为340nm，然后通过积分球的窗口照射到样本S_T1，产生的光谱信号经积分球收集并从另一窗口出射，然后经光纤进入CCD光谱仪，其光谱信号记为

步骤1.3，调节可谐调激光器的输出波长分别为360nm和380nm，并保持输出功率与步骤1.2中的激光器输出功率一致，然后参照步骤1.2对样本S_T1进行光谱采集，其光谱信号分别记为和