[发明专利]一种基于炸药结晶过程监测的在线分析装置及方法

权利要求书

1.一种基于炸药结晶过程监测的在线分析装置，其特征在于，所述装置包括拉曼光谱光栅系统、光谱探测器、光纤转换器、光纤激光器，及配套控制器，所述光谱探测器、光纤转换器、光纤激光器均安装在所述拉曼光谱光栅系统上，所述光纤激光器末端通过接口连接尾部光纤，尾部光纤另一端接光纤探头，所述光纤探头另一端与光谱探测器串联，形成过程监测装置，所述光谱探测器的前段安装有光纤转换器，所述光纤转换器内设置有凸透镜和反射镜，用于聚焦信号。

2.根据权利要求1所述的基于炸药结晶过程监测的在线分析装置，其特征在于，所述光纤激光器的功率为100～300mW，激光出光的线宽不大于1nm。

3.一种炸药结晶过程监测的在线分析方法，其特征在于，其采用权利要求1-2任意一项所述的在线分析装置实现，包括以下步骤：

S1、利用在线分析装置，设定自动化采集程序，实时采集CL-20在不同溶剂体系中重结晶过程的拉曼图谱；

S2、将S1得到的拉曼图谱进行平滑和基线矫正预处理，消除噪声和基线漂移的干扰后，建立拉曼谱图数据集；

S3、基于化学计量学，对经过整理的谱图进行正态性检验，使其符合正态性检验；

S4、采用权重计算方法将计算得到的所有拉曼谱图权重值标准化，使所有拉曼谱图权重值在单一区间中；

S5、采用权重计算方法将计算得到的所有拉曼谱图权重值形成样本阵的相关矩阵，并求相关矩阵的特征根和特征向量；

S6、根据特征根值从大到小排序，分别计算其对应的主成分的方差贡献率并累计，如果累计方差贡献率大于80％，则计算的主成分作为用于综合评价的主成分；

S7、根据特征根值与主成分的和之间的比例，作出用于综合评价的主成分分类二维散点图；

S8、根据二维散点图，即可直观反应出CL-20拉曼特征峰强度随时间变化的响应关系，判断出炸药结晶过程起始点与较佳反应时间。

4.根据权利要求3所述的炸药结晶过程监测的在线分析方法，其特征在于，步骤S1中所述溶剂体系分别为四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈、丙酮，且该四种体系均是在含水和除水两种条件下进行监测。

5.根据权利要求3所述的炸药结晶过程监测的在线分析方法，其特征在于，步骤S1中采集拉曼光谱的仪器为光纤拉曼光谱仪。

6.根据权利要求3所述的炸药结晶过程监测的在线分析方法，其特征在于，步骤S2中拉曼谱图数据集包括炸药在含水乙酸乙酯、除水乙酸乙酯、含水四氢呋喃、除水四氢呋喃、含水丙酮、除水丙酮、含水乙腈、除水乙腈中重结晶的拉曼光谱数据。

7.根据权利要求3所述的炸药结晶过程监测的在线分析方法，其特征在于，步骤S3至S8中的正态性检验、权重计算、矩阵计算、方差贡献率累计和主成分分类二维散点图均采用科学计算软件matlab实施完成。