帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量模型的建立方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量模型的建立方法，即本方法首先確定涂層樣品含水率的測量波長并進(jìn)行紅外光譜吸收值校準(zhǔn)，確定涂層樣品的測量面積、紅外光譜采集方式、紅外光譜采集次數(shù)，對多個涂層樣品含水率采用化學(xué)法測量和紅外測量，對多個測量值采用回歸計(jì)算，得到紅外光譜測量帶鋼表面涂層含水率的一次或多次回歸線性曲線，并對該曲線的紅外光譜測量精度進(jìn)行驗(yàn)證，得到能反映帶鋼表面涂層含水率的紅外光譜測量模型。本方法建立帶鋼表面涂層含水率紅外測量模型，可快速檢測樣品表面涂層含水率，無需進(jìn)行樣品涂層收集、人工測量等工序，極大提高工作效率，有效提高涂層涂覆的工藝控制水平和涂層質(zhì)量。
【專利說明】，無法反映涂層涂覆的工作控制狀況，涂層
種帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量模型〔率紅外測量模型，可快速檢測樣品表面涂工序，極大提高工作效率，有效提高涂層涂
涂層含水率紅外光譜測量模型的建立方法
&行紅外光譜全譜掃描，得到樣品待測元素3工外波長，取含水率紅外波長兩側(cè)平坦處巨線作為含水率紅外背景吸收，此三點(diǎn)波長口樣品含水率紅外波長處的吸收值，采用三
學(xué)法含水率測量精度? 0.2%，樣品中涂層值的平均值表征為涂層樣品中含水率紅外吸收值；
步驟六、將經(jīng)紅外測定的涂層樣品進(jìn)行人工剝離，剝離的涂層樣品采用化學(xué)檢測方法測定含水率；
步驟七、選取40?60個有代表性帶鋼涂層樣品，分別按步驟五和步驟六對涂層樣品進(jìn)行含水率紅外光譜測量和化學(xué)法測量，對紅外光譜法含水率測定值和其對應(yīng)的化學(xué)法含水率測定值采用回歸計(jì)算，得到紅外光譜測量帶鋼表面涂層含水率的一次或多次回歸線性曲線，并計(jì)算回歸曲線相關(guān)系數(shù)；
步驟八、對回歸線性曲線精度進(jìn)行驗(yàn)證，取11?25個涂層樣品，進(jìn)行涂層樣品含水率的化學(xué)測量和紅外測量，計(jì)算化學(xué)測量值與紅外測量值的統(tǒng)計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差3，得到帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量精度為1.968 ；
步驟九、應(yīng)用回歸曲線測量帶鋼表面涂層含水率量，并給出測量精度，得到帶鋼表面涂層含水率的紅外光譜測量模型，利用該紅外光譜測量模型，得到帶鋼表面涂層含水率含量及測量誤差，并置信度為0.95。
[0006]由于本發(fā)明帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量模型的建立方法采用了上述技術(shù)方案，即本方法首先確定涂層樣品含水率的測量波長并進(jìn)行紅外光譜吸收值校準(zhǔn)，確定涂層樣品的測量面積、紅外光譜采集方式、紅外光譜采集次數(shù)，對多個涂層樣品含水率采用化學(xué)法測量和紅外測量，對多個紅外采集值及相應(yīng)化學(xué)測量值采用回歸計(jì)算，得到紅外光譜測量帶鋼表面涂層含水率的一次或多次回歸曲線，并對該曲線的紅外光譜測量精度進(jìn)行驗(yàn)證，得到能反映帶鋼表面涂層含水率的紅外光譜測量模型。本方法建立帶鋼表面涂層含水率紅外測量模型，可快速檢測樣品表面涂層含水率，無需進(jìn)行樣品涂層收集、人工測量等工序，極大提高工作效率，有效提高涂層涂覆的工藝控制水平和涂層質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
圖1為本方法的流程圖；
圖2為本方法中紅外光譜測量儀的全譜掃描圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1所示，本發(fā)明帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量模型的建立方法包括如下步驟:
步驟一、采用紅外光譜測量儀對帶鋼樣品進(jìn)行紅外光譜全譜掃描，得到樣品待測元素特征波長紅外光譜圖譜，如圖2所示，圖譜中表征樣品含水率紅外波長1，取含水率紅外波長1兩側(cè)平坦處2、3作為樣品含水率測量波長基線，兩側(cè)平坦處2、3的連線4作為含水率紅外背景吸收，紅外波長1、紅外波長2及紅外波長3的區(qū)間為紅外測定波長范圍，根據(jù)紅外背景吸收和樣品含水率紅外波長處的吸收值，采用三波長法得到紅外波范圍內(nèi)含水率紅外吸收值；
步驟二、確定帶鋼涂層樣品面積，并保證化學(xué)法含水率測量精度? 0.2%，樣品中涂層重量在1?2克，并使樣品面積3不小于紅外單色光照射面積51的4倍，，樣品面積按下式選取，S=G/d* P
式中，S為樣品面積，G為涂層重量，d為涂層厚度，P為涂層密度；
步驟三、樣品含水率均勻性是確保涂層含水率紅外測量與化學(xué)法測量一致性的保證，選取帶鋼樣品中含水率分布均勻的沿軋制方向部位作為紅外測量與化學(xué)測量的樣品；如帶鋼的傳動側(cè)、中部、操作側(cè)及涂層樣品的上下表面等部位；
步驟四、確定紅外光譜測量儀的測量次數(shù)，由于紅外單色光照射到樣品時，會產(chǎn)生橢圓型光斑，其面積為SI，根據(jù)樣品面積S確定紅外測量的次數(shù)，并且使測量次數(shù)N滿足4 < N
<S/S1 ;例如:樣品面積S為100cm2，紅外照射面積SI為5cm2，則取樣測量次數(shù)為4 < N
<20 ；
步驟五、采用紅外光譜測量儀在紅外測定波長范圍內(nèi)，對涂層樣品按順時針方向四周環(huán)繞進(jìn)行測定含水率紅外吸收值，測量次數(shù)滿足步驟四要求，其中每次紅外測量至少測量10遍，其10遍測量的平均值為該次測量的紅外測量的含水率紅外吸收值，各次測量的含水率紅外吸收值的平均值表征為涂層樣品中含水率紅外吸收值；
步驟六、將經(jīng)紅外測定的涂層樣品進(jìn)行人工剝離，剝離的涂層樣品采用化學(xué)檢測方法測定含水率；
步驟七、選取40~60個有代表性帶鋼涂層樣品，分別按步驟五和步驟六對涂層樣品進(jìn)行含水率紅外光譜測量和化學(xué)法測量，對紅外光譜法含水率測定值和其對應(yīng)的化學(xué)法含水率測定值采用回歸(最小二乘法)計(jì)算，得到紅外光譜測量帶鋼表面涂層含水率的一次或多次回歸線性曲線，并計(jì)算回歸`曲線相關(guān)系數(shù)；
步驟八、對多元回歸線性曲線精度進(jìn)行驗(yàn)證，取11~25個帶鋼涂層樣品，進(jìn)行涂層樣品的化學(xué)測量和紅外測量，計(jì)算化學(xué)測量值與紅外測量值的統(tǒng)計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，得到帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量精度為1.96*S ;紅外測量過程中，對紅外測量儀標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行定期校正，以保證紅外測量儀在工作基準(zhǔn)范圍內(nèi)，確保測量的準(zhǔn)確性；
步驟九、應(yīng)用回歸曲線測量帶鋼表面涂層含水率量，并給出測量精度，得到帶鋼表面涂層含水率的紅外光譜測量模型，利用該紅外光譜測量模型，得到帶鋼表面涂層含水率含量及測量誤差，并置信度為0.95。
[0009]本方法建立了帶鋼表面涂層含水率的紅外光譜測量模型，紅外光譜測量模型具有可傳遞性、可應(yīng)用于相同涂層及不同工藝涂層的含水率測定，實(shí)現(xiàn)了紅外光譜法測定帶鋼表面涂層中的含水，具有快速、簡便、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可以替代傳統(tǒng)的化學(xué)檢測法并可應(yīng)用于生產(chǎn)線在線連續(xù)化檢測等。紅外光譜法能實(shí)時檢測帶鋼表面不同部位、不同方向含水率的分布情況，真實(shí)反映帶鋼表面含水率分布，具有化學(xué)檢測法不可替代的作用，對提高帶鋼涂布工藝控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義。
【權(quán)利要求】
1.一種帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量模型的建立方法，其特征在于本方法包括如下步驟： 步驟一、采用紅外光譜測量儀對帶鋼樣品進(jìn)行紅外光譜全譜掃描，得到樣品待測元素特征波長紅外光譜圖譜，圖譜中表征樣品含水率紅外波長，取含水率紅外波長兩側(cè)平坦處作為樣品含水率測量波長基線，兩側(cè)平坦處的連線作為含水率紅外背景吸收，此三點(diǎn)波長區(qū)間為紅外測定波長范圍；根據(jù)紅外背景吸收和樣品含水率紅外波長處的吸收值，采用三波長法得到紅外波范圍內(nèi)含水率紅外吸收值； 步驟二、確定帶鋼涂層樣品面積，并保證化學(xué)檢測法含水率測量精度< O. 2%，樣品中涂層重量在I~2克范圍內(nèi)，樣品面積按下式選取，
S=G/d* P 式中，S為樣品面積，G為涂層重量，d為涂層厚度，P為涂層密度； 步驟三、樣品含水率均勻性是確保涂層含水率紅外測量與化學(xué)法測量一致性的保證，選取帶鋼樣品中含水率分布均勻的沿軋制方向部位作為紅外測量與化學(xué)測量的涂層樣品； 步驟四、確定紅外光譜測量儀的測量次數(shù)，由于紅外單色光照射到樣品時，會產(chǎn)生橢圓型光斑，其面積為SI，根據(jù)樣品面積S確定紅外測量的次數(shù)，并且使測量次數(shù)N滿足4 < N< S/S1 ； 步驟五、采用紅外光譜測量儀在紅外測定波長范圍內(nèi)，對涂層樣品按順時針方向四周環(huán)繞進(jìn)行測定含水率紅外吸收值，測量次數(shù)滿足步驟四要求，各次測量的含水率紅外吸收值的平均值表征為涂層樣 品中含水率紅外吸收值； 步驟六、將經(jīng)紅外測定的涂層樣品進(jìn)行人工剝離，剝離的涂層樣品采用化學(xué)檢測法測定含水率； 步驟七、選取40~60個有代表性帶鋼涂層樣品，分別按步驟五和步驟六對涂層樣品進(jìn)行含水率紅外光譜測量和化學(xué)法測量，對紅外光譜法含水率測定值和其對應(yīng)的化學(xué)法含水率測定值采用回歸計(jì)算，得到紅外光譜測量帶鋼表面涂層含水率的一次或多次回歸線性曲線，并計(jì)算回歸曲線相關(guān)系數(shù)； 步驟八、對回歸線性曲線精度進(jìn)行驗(yàn)證，取11~25個涂層樣品，進(jìn)行涂層樣品含水率的化學(xué)測量和紅外測量，計(jì)算化學(xué)測量值與紅外測量值的統(tǒng)計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，得到帶鋼表面涂層含水率紅外光譜測量精度為I. 96S ； 步驟九、應(yīng)用回歸曲線測量帶鋼表面涂層含水率量，并給出測量精度，得到帶鋼表面涂層含水率的紅外光譜測量模型，利用該紅外光譜測量模型，得到帶鋼表面涂層含水率含量及測量誤差，并置信度為O. 95。
【文檔編號】G01N21/3563GK103837491SQ201210474942
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】朱子平, 陳敏, 張曉峰, 王君祥, 施振巖 申請人:上海寶鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司