濕度對水泥生料近紅外光譜檢測的影響及補償方法

肖 航，楊振發(fā)，張 雷，張法業(yè)，隋青美，賈 磊，姜明順

山東大學控制科學與工程學院，山東 濟南 250061

引 言

水泥是廣泛應(yīng)用于房屋等國家基礎(chǔ)建設(shè)的材料[1]，在水泥的工業(yè)生產(chǎn)中，水泥各成分的含量決定了水泥的質(zhì)量，而水泥生料作為水泥生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)物，其成分含量與最終產(chǎn)物水泥的成分含量有直接的關(guān)系。因此，快速準確的檢測水泥生料中各成分含量具有重要意義[2]。目前水泥工業(yè)現(xiàn)場使用的水泥生料檢測方法主要為化學滴定法與X熒光檢測法[3]，化學滴定法準確度極高，但測量時間長，過程復雜，且使用大量試劑，污染環(huán)境。X熒光檢測法避免了化學試劑的使用，但檢測前的制樣過程比較復雜，檢測總時間在1 h以上，而過長的檢測時間對水泥的成品率有很大的影響。近紅外光譜的波段范圍很寬(780～2 526 nm)，信息量大，而且光譜掃描速度快，樣本無需預(yù)處理，可以很快的建立新的模型，在線檢測具有很大的優(yōu)勢，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的在線檢測中得到了廣泛應(yīng)用[4-7]。針對水泥工業(yè)領(lǐng)域?qū)υ诰€檢測的需求，國內(nèi)外學者進行了大量的研究。Jicarla Portela Rebou?as[8]使用近紅外發(fā)射光譜對水泥成品進行了質(zhì)量檢測，并將檢測時間控制在6 min以內(nèi)。在檢測手段及算法上進行了創(chuàng)新性的研究，達到了較好的檢測效果。但是針對濕度對水泥測量結(jié)果影響的研究較少，而濕度補償是近紅外光譜檢測在水泥生料檢測領(lǐng)域應(yīng)用中亟待解決的問題之一。

由于水對光譜有較強的吸收作……