本發(fā)明涉及混油檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于太赫茲旋光效應(yīng)的混油檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

油品成分檢測(cè)分析具有重要的經(jīng)濟(jì)和安全意義。對(duì)于石油企業(yè)的日常生產(chǎn)和煉化過程，油品成分的準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量、監(jiān)督生產(chǎn)過程能夠起到關(guān)鍵的作用。在管道油品的運(yùn)輸過程中，更要對(duì)管道中運(yùn)輸?shù)挠推酚枰詸z測(cè)。為了提升運(yùn)輸?shù)睦寐逝c運(yùn)輸效率，國(guó)內(nèi)外成品油管道運(yùn)輸通常使不同種類的成品油在同一管道中交替運(yùn)輸，即采用成品油順序運(yùn)輸?shù)姆绞?，在運(yùn)輸過程中不同種類油品會(huì)因接觸擴(kuò)散形成混油段。如果無法對(duì)混油界面進(jìn)行準(zhǔn)確定位從而對(duì)混油段進(jìn)行安全處理，不僅會(huì)造成成品油的資源浪費(fèi)，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，還可能引起管道污染甚至造成安全事故。太赫茲波因其光子能量低、穿透能力強(qiáng)、檢測(cè)技術(shù)信噪比高等特點(diǎn)，應(yīng)用于油品成分檢測(cè)分析時(shí)，具有檢測(cè)安全、抗雜質(zhì)污染、檢測(cè)精度高等優(yōu)勢(shì)。

目前已有很多將太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)應(yīng)用于油品檢測(cè)的實(shí)例。例如，fatemahm等人利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)及傅里葉變換紅外光譜技術(shù)(ftir)，對(duì)87#、89#、93#汽油及與其相關(guān)的苯、甲苯、乙苯、二甲苯等化合物的太赫茲頻域的吸收系數(shù)、折射率、介電常數(shù)等進(jìn)行了探討；enis等人對(duì)柴油和汽油的太赫茲頻段的吸收系數(shù)譜、折射率譜進(jìn)行了研究，并通過瞬態(tài)測(cè)量獲得介電常數(shù)，從而對(duì)油料進(jìn)行區(qū)分；naftaly等人研究了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油加入添加劑及使用時(shí)間對(duì)太赫茲光譜的響應(yīng)情況，研究發(fā)現(xiàn)加有添加劑的潤(rùn)滑油有更強(qiáng)烈的太赫茲波段響應(yīng)。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存下以下缺點(diǎn)和不足：

以往使用太赫茲進(jìn)行油品檢測(cè)時(shí)大多對(duì)吸收系數(shù)、折射率等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。檢測(cè)手段較為單一；油品在太赫茲波段的吸收系數(shù)、折射率圖譜缺少吸收峰和折射率峰，檢測(cè)效果有限；基于油品太赫茲旋光度的定量分析方法缺失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于太赫茲旋光效應(yīng)的混油檢測(cè)方法，本發(fā)明拓展了油品的檢測(cè)途徑，有效提升油品太赫茲旋光偏振信息的提取效果，詳見下文描述：

一種基于太赫茲旋光效應(yīng)的混油檢測(cè)方法，所述混油檢測(cè)方法包括以下步驟：

發(fā)射天線發(fā)出的太赫茲波穿過待檢測(cè)樣品的比色皿、經(jīng)過太赫茲偏振器，在接收天線上被接收；

使用慢速步進(jìn)精確掃描的方法測(cè)量太赫茲時(shí)域光譜；

將太赫茲偏振器底座的楔形支架旋轉(zhuǎn)至0°的初始位置，將接收天線與發(fā)射天線的偏振方向同向放置，選用太赫茲p偏振波透射樣品；保存測(cè)試數(shù)據(jù)作為檢測(cè)的參考信號(hào)；

利用太赫茲偏振器，獲得每種樣品在太赫茲偏振器一系列角度下的時(shí)域波形；提取脈沖幅值，并進(jìn)行正弦曲線擬合處理；提取每種樣品正弦擬合曲線的相位，并由相位獲得每種樣品的旋光度。

其中，所述混油檢測(cè)方法還包括如下的檢測(cè)光路：

飛秒激光器發(fā)射飛秒脈沖，光路中的分束棱鏡將脈沖分為激發(fā)脈沖與探測(cè)脈沖；

激發(fā)脈沖打到發(fā)射天線上用來產(chǎn)生thz輻射；

探測(cè)脈沖打到接收天線用來探測(cè)thz脈沖波形；

發(fā)射天線和接收天線之間采用兩片透鏡對(duì)太赫茲波進(jìn)行準(zhǔn)直，整個(gè)檢測(cè)均采用平行光路進(jìn)行測(cè)量，兩透鏡之間為平行光路；

平行光路中在比色皿后放置太赫茲偏振器。

其中，所述使用慢速步進(jìn)精確掃描的方法測(cè)量太赫茲時(shí)域光譜的步驟具體為：

設(shè)置鎖相放大器進(jìn)行掃描，使其積分時(shí)間參數(shù)設(shè)置在30ms以上，每種樣品和太赫茲偏振器角度的掃描都重復(fù)三次以上。

其中，所述利用太赫茲偏振器，獲得每種樣品在太赫茲偏振器一系列角度下的時(shí)域波形的步驟具體為：

每旋轉(zhuǎn)5°進(jìn)行一次脈沖掃描獲得時(shí)域波形，記錄旋轉(zhuǎn)角度及檢測(cè)數(shù)據(jù)；對(duì)每種樣品重復(fù)三次測(cè)量，用以進(jìn)行重復(fù)性誤差分析保存測(cè)量數(shù)據(jù)。

其中，所述提取脈沖幅值，并進(jìn)行正弦曲線擬合處理的步驟具體為：

在太赫茲時(shí)域波形脈沖峰值出現(xiàn)位置范圍提取脈沖幅值數(shù)據(jù)，記錄此時(shí)太赫茲偏振器的旋轉(zhuǎn)角度；做出透射樣品的脈沖幅值隨太赫茲偏振器旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線；

對(duì)參考信號(hào)以及各種樣品信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和處理，對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化并進(jìn)行正弦擬合，獲得不同樣品的透射脈沖幅值隨太赫茲偏振器旋轉(zhuǎn)角度變化的正弦曲線。

其中，所述提取每種樣品正弦擬合曲線的相位，并由相位獲得每種樣品的旋光度的步驟具體為：

旋光度與相位變化值呈線性關(guān)系，由相位變化值趨勢(shì)即可準(zhǔn)確反映樣品油的旋光度變化趨勢(shì)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

1、相對(duì)于其他太赫茲油品檢測(cè)方法，本方法依賴于太赫茲波段的檢測(cè)對(duì)象的旋光效應(yīng)進(jìn)行旋光度檢測(cè)，而與常見的吸收系數(shù)、折射率等參數(shù)和檢測(cè)原理無關(guān)；

2、根據(jù)不同種類油品中手性化合物濃度不同對(duì)太赫茲波的旋光性不同的原理，利用太赫茲波段偏振器旋轉(zhuǎn)調(diào)制，對(duì)油品進(jìn)行測(cè)量，并提取油品旋光度特性；

3、測(cè)量光路為發(fā)射天線發(fā)出的太赫茲波先穿過待檢測(cè)樣品的比色皿，再經(jīng)過太赫茲偏振器，最終在接收天線上被接收，以保證太赫茲波先受到油品樣品的旋光效應(yīng)影響，偏振性受到調(diào)制，再通過偏振器對(duì)太赫茲波的偏振性進(jìn)行測(cè)量，原理更加合理；

4、使用30ms以上的鎖相積分時(shí)間的步進(jìn)慢速掃描作為每一次測(cè)量的檢測(cè)方式，有效提升油品太赫茲旋光偏振信息的提取效果。

附圖說明

圖1為一種基于太赫茲旋光效應(yīng)的混油檢測(cè)方法的流程圖；

圖2為檢測(cè)光路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為太赫茲p偏振光透射汽油和柴油后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與擬合曲線；

圖4為樣品信號(hào)和參考信號(hào)的時(shí)域脈沖幅值曲線隨偏振器旋轉(zhuǎn)角度的變化示意圖；

圖5為圖3中part1的放大圖；

圖6為混油樣品引起的相位偏移量與樣品中汽油含量的關(guān)系圖；

圖7為測(cè)量的相位偏移量與樣品旋光度的幾何關(guān)系。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例利用太赫茲偏振器件對(duì)油品的旋光度進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)定量分析。旋光度是用于測(cè)量樣品物質(zhì)濃度、含量等的重要指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于藥檢、食品、化工、石油等工業(yè)生產(chǎn)方面，因此使用太赫茲技術(shù)對(duì)油品旋光性的測(cè)量具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。

當(dāng)線偏振光透射通過盛有旋光性化合物或溶液的旋光管后，偏振方向會(huì)被向左或向右旋轉(zhuǎn)一定角度，此時(shí)偏振光無法完全通過與原偏振方向平行的檢偏鏡，當(dāng)檢偏鏡也旋轉(zhuǎn)相同的角度才能使線偏光完全通過。此時(shí)讀取檢偏器旋轉(zhuǎn)的角度即為所檢測(cè)旋光物質(zhì)的旋光度。偏振光被旋光性物質(zhì)旋轉(zhuǎn)的角度，即旋光度記為θ，則有

θ＝[α]cd

其中，[α]為旋光率，也稱比旋光度。該公式中c為被測(cè)溶液中旋光物質(zhì)的濃度，d為光通過的被測(cè)液體或溶液的長(zhǎng)度。

油品中，由于所含的有機(jī)物分子種類不同，油品中的添加劑也不同，因此兩種油品中所含手性分子的濃度不同，對(duì)線偏振太赫茲波的光學(xué)活性不同，即旋光性有差別。當(dāng)兩種油品以一定比例混合時(shí)，混合樣品中手性分子濃度隨兩種油品的比例呈響應(yīng)變化，從而導(dǎo)致混合油品的旋光度與混合油品比例相關(guān)呈相應(yīng)規(guī)律變化。本發(fā)明實(shí)施例將根據(jù)此原理，利用檢測(cè)光路對(duì)汽油和柴油的成品油樣品及其混合溶液的旋光性進(jìn)行檢測(cè)，并利用其對(duì)太赫茲波旋光性的差異實(shí)現(xiàn)油品種類的識(shí)別檢測(cè)。

實(shí)施例1

一種基于太赫茲旋光效應(yīng)的混油檢測(cè)方法，參見圖1，該混油檢測(cè)方法包括以下步驟：

101：發(fā)射天線發(fā)出的太赫茲波穿過待檢測(cè)樣品的比色皿、經(jīng)過太赫茲偏振器，在接收天線上被接收；

102：使用慢速步進(jìn)精確掃描的方法測(cè)量太赫茲時(shí)域光譜；

103：將太赫茲偏振器底座的楔形支架旋轉(zhuǎn)至0°的初始位置，將接收天線與發(fā)射天線的偏振方向同向放置，選用太赫茲p偏振波透射樣品；保存測(cè)試數(shù)據(jù)作為檢測(cè)的參考信號(hào)；

104：利用太赫茲偏振器，獲得每種樣品在太赫茲偏振器一系列角度下的時(shí)域波形；提取脈沖幅值，并進(jìn)行正弦曲線擬合處理；提取每種樣品正弦擬合曲線的相位，并由相位獲得每種樣品的旋光度。

其中，步驟102中的使用慢速步進(jìn)精確掃描的方法測(cè)量太赫茲時(shí)域光譜的步驟具體為：

設(shè)置鎖相放大器進(jìn)行掃描，使其積分時(shí)間參數(shù)設(shè)置在30ms以上，每種樣品和太赫茲偏振器角度的掃描都重復(fù)三次以上。

其中，步驟103中的利用太赫茲偏振器，獲得每種樣品在太赫茲偏振器一系列角度下的時(shí)域波形的步驟具體為：

每旋轉(zhuǎn)5°進(jìn)行一次脈沖掃描獲得時(shí)域波形，記錄旋轉(zhuǎn)角度及檢測(cè)數(shù)據(jù)；對(duì)每種樣品重復(fù)三次測(cè)量，用以進(jìn)行重復(fù)性誤差分析保存測(cè)量數(shù)據(jù)。

其中，步驟104中的提取脈沖幅值，并進(jìn)行正弦曲線擬合處理的步驟具體為：

在太赫茲時(shí)域波形脈沖峰值出現(xiàn)位置范圍提取脈沖幅值數(shù)據(jù)，記錄此時(shí)太赫茲偏振器的旋轉(zhuǎn)角度；做出透射樣品的脈沖幅值隨太赫茲偏振器旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線；

對(duì)參考信號(hào)以及各種樣品信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和處理，對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化并進(jìn)行正弦擬合，獲得不同樣品的透射脈沖幅值隨太赫茲偏振器旋轉(zhuǎn)角度變化的正弦曲線。

其中，步驟104中的提取每種樣品正弦擬合曲線的相位，并由相位獲得每種樣品的旋光度的步驟具體為：

旋光度與相位變化值呈線性關(guān)系，由相位變化值趨勢(shì)即可準(zhǔn)確反映樣品油的旋光度變化趨勢(shì)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過上述步驟101-步驟104利用檢測(cè)光路對(duì)汽油和柴油的成品油樣品、及其混合溶液的旋光性進(jìn)行檢測(cè)，并利用其對(duì)太赫茲波旋光性的差異實(shí)現(xiàn)油品種類的識(shí)別檢測(cè)。

實(shí)施例2

下面結(jié)合具體的圖2-圖6，以及計(jì)算公式、實(shí)例、表1對(duì)實(shí)施例1中的方案進(jìn)行進(jìn)一步地介紹，詳見下文描述：

201：設(shè)置檢測(cè)光路，使發(fā)射天線發(fā)出的太赫茲波先穿過待檢測(cè)樣品的比色皿，再經(jīng)過太赫茲偏振器，最終在接收天線上被接收；

該步驟的詳細(xì)操作為：

圖2為檢測(cè)光路結(jié)構(gòu)圖。其中，laser為飛秒激光器，其發(fā)射飛秒脈沖，光路中的分束棱鏡將此脈沖分為兩束：其中一束為激發(fā)脈沖，打到發(fā)射天線tx上用來產(chǎn)生thz輻射；另一束為探測(cè)脈沖，打到接收天線rx上用來探測(cè)thz脈沖波形。tx和rx之間采用兩片透鏡對(duì)太赫茲波進(jìn)行準(zhǔn)直，整個(gè)檢測(cè)均采用平行光路進(jìn)行測(cè)量，兩透鏡之間為平行光路。

光路中元件擺放位置和順序非常重要。p為太赫茲偏振器，s為樣品架與比色皿。必須使發(fā)射天線tx發(fā)出的太赫茲波先穿過待檢測(cè)樣品的比色皿，再經(jīng)過太赫茲偏振器p，最終在接收天線rx上被接收，以保證太赫茲波先受到油品樣品的旋光效應(yīng)影響，偏振性受到調(diào)制，再通過太赫茲偏振器p對(duì)太赫茲波的偏振性進(jìn)行測(cè)量。

其中，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)太赫茲時(shí)域光譜儀(即，飛秒激光器、分束棱鏡、發(fā)射天線tx、接收天線rx、以及透鏡組成一個(gè)太赫茲時(shí)域光譜儀，激光經(jīng)過發(fā)射天線tx發(fā)出太赫茲波，在接收天線處rx接受太赫茲波，獲取太赫茲時(shí)域光譜)的型號(hào)、太赫茲偏振器p的類型和油品的種類不做限制，只要能完成上述功能的器件均可，例如：太赫茲偏振器p可以采用線柵型或者硅片堆疊型等。

202：設(shè)置掃描鎖相積分時(shí)間常數(shù)為30ms以上，使用慢速步進(jìn)精確掃描的方法測(cè)量太赫茲時(shí)域光譜；

該步驟的詳細(xì)操作為：

盡管在太赫茲時(shí)域光譜儀快速掃描的情況下，理論上也可以獲得帶有油品旋光效應(yīng)偏振信息的太赫茲時(shí)域光譜，但是由于油品旋光效應(yīng)偏振信息較為微弱，而快速掃描信噪比又很低，檢測(cè)誤差大，所以為保證光譜質(zhì)量和檢測(cè)信噪比，采用慢速步進(jìn)精確掃描的方法(該方法為太赫茲時(shí)域光譜檢測(cè)中的模式，即“stepscan”，光譜儀的延時(shí)線delayline一點(diǎn)點(diǎn)慢速步進(jìn)移動(dòng)，可以準(zhǔn)確獲得每個(gè)位置的信息，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述)，使用保證足夠掃描品質(zhì)的鎖相放大器積分時(shí)間參數(shù)(30ms以上)進(jìn)行掃描，每種樣品和太赫茲偏振器角度的掃描都重復(fù)三次以上。

203：獲取測(cè)試參考信號(hào)；

該步驟的詳細(xì)操作為：考慮到比色皿在太赫茲波段吸收系數(shù)，選取太赫茲波段吸收系數(shù)較小的紅外石英作為測(cè)試的比色皿材料。樣品池的厚度選擇直接影響透射樣品的光程，是檢測(cè)能否成功的關(guān)鍵。光程過長(zhǎng)，太赫茲波透射樣品后的傳輸損耗增加，接收天線rx獲得的信號(hào)能量微弱，增加了測(cè)量過程中誤差因素的影響；光程過短，透射樣品后太赫茲波的偏振情況改變不大，影響旋光度的測(cè)量。且樣品池的二次反射也會(huì)因光程變化過短影響主峰波形。

因此，根據(jù)汽油和柴油油品對(duì)太赫茲波的吸收程度以及其對(duì)太赫茲波的旋光度大小，同時(shí)經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選取10mm內(nèi)壁光程厚度的比色皿實(shí)驗(yàn)效果最好。測(cè)試油品樣品為97#汽油和0#柴油，以及汽油和柴油的混合液，混合液中汽油的比例分別為25％、50％、75％。

調(diào)節(jié)太赫茲偏振器p，將太赫茲偏振器p底座的楔形支架旋轉(zhuǎn)至0°的初始位置。將接收天線rx與發(fā)射天線tx的偏振方向同向放置，即檢測(cè)中選用太赫茲p偏振波透射樣品。在s處固定檢測(cè)所用的空比色皿。

打開太赫茲時(shí)域光譜儀，調(diào)整掃描起始和終止位置，使時(shí)域脈沖信號(hào)顯示在掃描結(jié)果窗格中較為合適的位置。采集光譜三次以上并查看數(shù)據(jù)重復(fù)性，若重復(fù)性好則說明系統(tǒng)穩(wěn)定，繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)步驟，并保存測(cè)試數(shù)據(jù)(即取三次光譜數(shù)據(jù)平均，作為參考信號(hào))作為本次檢測(cè)的參考信號(hào)。

其中，上述合適位置，即時(shí)域脈沖信號(hào)完整地顯示在掃描結(jié)果窗格中，沒有遺落；窗格左端信號(hào)幾乎為零，窗格右端信號(hào)也幾乎為零，有效信號(hào)都在窗格中顯示。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。

當(dāng)重復(fù)性不好時(shí)，可能因?yàn)榧す馄鬏敵龉β什环€(wěn)定，或者檢測(cè)設(shè)施所處的環(huán)境(溫濕度)變化大，或者設(shè)備故障。需要檢查激光器輸出功率是否穩(wěn)定，環(huán)境中是否有影響溫濕度的氣流，設(shè)備是否故障等。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要對(duì)重復(fù)性的判斷進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。

204：準(zhǔn)備測(cè)試油品樣品；

該步驟的詳細(xì)操作為：在樣品架上固定盛有待測(cè)樣品的比色皿，采用與上一步相同的掃描參數(shù)，觀察上位機(jī)系統(tǒng)窗格中的太赫茲時(shí)域脈沖波形，需保證依然可以掃描到合適位置(與步驟203中的設(shè)置相同，本步驟不再贅述)的時(shí)域脈沖波形，否則需重新重復(fù)上一步驟，調(diào)整光路或合適的掃描起始和終止位置。盛有樣品的比色皿需加上蓋子，以防止樣品揮發(fā)對(duì)測(cè)量引入的干擾。

205：利用太赫茲偏振器p，獲得每種樣品在太赫茲偏振器p一系列角度下的時(shí)域波形；

該步驟具體為：

每旋轉(zhuǎn)5°進(jìn)行一次脈沖掃描獲得時(shí)域波形，記錄旋轉(zhuǎn)角度及該旋轉(zhuǎn)角度下的檢測(cè)數(shù)據(jù)。太赫茲偏振器p旋轉(zhuǎn)角度范圍為0°～180°，因此每種樣品的一次測(cè)量數(shù)據(jù)為37組。對(duì)每種樣品均進(jìn)行上一步驟所述的掃描測(cè)量，每種樣品重復(fù)三次測(cè)量，用以進(jìn)行重復(fù)性誤差分析，并記錄保存測(cè)量數(shù)據(jù)。每次測(cè)量所得的正弦曲線均是由37組數(shù)據(jù)擬合而成，因此減少了由于儀器不穩(wěn)定及環(huán)境變化引起的誤差。

206：對(duì)上一步中獲得的每種樣品的一系列角度下的時(shí)域波形提取脈沖幅值，并進(jìn)行正弦曲線擬合處理；

該步驟具體為：

每種樣品在一次測(cè)量過程中，共獲得0°～180°角度范圍內(nèi)的37組時(shí)域數(shù)據(jù)。從這37組數(shù)據(jù)中，在太赫茲時(shí)域波形脈沖峰值出現(xiàn)位置范圍提取脈沖幅值數(shù)據(jù)，并記錄此時(shí)太赫茲偏振器p的旋轉(zhuǎn)角度。之后，做出透射樣品的脈沖幅值隨太赫茲偏振器p旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線。按照該方法對(duì)參考信號(hào)以及各種樣品信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和處理，對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行歸一化，之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步正弦擬合，獲得不同樣品的透射脈沖幅值隨太赫茲偏振器p旋轉(zhuǎn)角度變化的正弦曲線。以97#汽油和0#柴油為例，所獲得數(shù)據(jù)與擬合后的曲線如圖3所示。

由于透射樣品所得的太赫茲p光時(shí)域脈沖幅值隨太赫茲偏振器p旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線為周期為π的正弦曲線，且該曲線平衡位置在x軸上方0.5個(gè)單位。因此設(shè)擬合的正弦曲線函數(shù)為

其中，待定參數(shù)為振幅a和相位正弦曲線的擬合工作是通過最小二乘法完成的，最小二乘法其實(shí)質(zhì)是以最小均方誤差為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化算法。對(duì)于本檢測(cè)中的待擬合函數(shù)，很明顯這個(gè)目標(biāo)函數(shù)是局部嚴(yán)格凸的，并且最優(yōu)解是周期的，周期的局部最優(yōu)解的目標(biāo)函數(shù)值等于全局最優(yōu)解的目標(biāo)函數(shù)值。對(duì)這個(gè)目標(biāo)函數(shù)利用梯度下降法進(jìn)行最優(yōu)化，先隨機(jī)給出參數(shù)的初始值，然后利用目標(biāo)函數(shù)的梯度找出參數(shù)的更改量。不斷對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改，直到這個(gè)更改量變得非常小。這時(shí)可以得到待擬合函數(shù)的參數(shù)振幅a和相位

207：提取每種樣品正弦擬合曲線的相位并由相位獲得每種樣品的旋光度α。

該步驟具體為：測(cè)量結(jié)果如圖4所示。將圖中part1放大，放大部分如圖5所示，從圖中可清晰看出相位的偏移規(guī)律，以空比色皿的測(cè)量曲線圖為參考基準(zhǔn)，柴油的測(cè)量曲線相位偏移量最小，汽油的測(cè)量曲線相位偏移量最大，混合油品中汽油含量越高偏移量也越大。從數(shù)據(jù)的正弦擬合結(jié)果中可準(zhǔn)確讀出擬合曲線的相位待測(cè)油品的擬合曲線相位值記為空比色皿的擬合曲線相位值作為參考相位，記為將二者作差即獲得正弦曲線因透射樣品而產(chǎn)生的相位偏移量該相位偏移即反映了不同樣品對(duì)太赫茲波旋光度的變化。每種樣品測(cè)量正弦曲線的絕對(duì)相位可由正弦擬合所得的相位參數(shù)準(zhǔn)確讀出，從而可得到每種樣品的相移。做出每種樣品的相移量與樣品種類的關(guān)系曲線圖，如圖6所示。

從圖6中可更直觀地看出各油品的相位偏移變化趨勢(shì)，即隨著樣品中汽油含量的逐漸升高，混油樣品引起的相位偏移量逐漸增大，根據(jù)這一規(guī)律，可通過測(cè)量油品相移定性檢測(cè)油品的種類及識(shí)別混油成分。

經(jīng)計(jì)算可獲得每種樣品在三次重復(fù)測(cè)量中數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，如表1所示為三次測(cè)量的檢測(cè)數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)差，由數(shù)據(jù)可知，每種樣品的三次測(cè)量相位的標(biāo)準(zhǔn)差及相位偏移量標(biāo)準(zhǔn)差均較小，因此本發(fā)明所述的混油檢測(cè)測(cè)量方法具有較強(qiáng)的可重復(fù)性和穩(wěn)定性。

表1

由相位推導(dǎo)樣品旋光度α的原理為：

擬合獲得的相位偏移量信息可反映樣品對(duì)太赫茲波的旋光度，在本方法中，樣品油對(duì)太赫茲波的旋光度α與相位偏移量的關(guān)系為證明過程如下：

證明原理圖為圖7。太赫茲波的p偏振分量沿y軸振動(dòng)，當(dāng)該偏振分量透射樣品油后偏振光的振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)了一定角度θ，設(shè)此時(shí)的偏振分量為e。由于p偏振分量的天線接收方向仍沿y軸方向，因此探測(cè)到的p偏振分量的大小為e在y軸上的投影分量ey。旋轉(zhuǎn)太赫茲偏振器p，設(shè)其旋轉(zhuǎn)角度為則接收天線rx探測(cè)得到的p偏振分量ey有

其中，樣品油的使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度θ為定值，偏振器p的旋轉(zhuǎn)角度為變量。當(dāng)接收天線rx探測(cè)到的p偏振分量ey為最大值時(shí)，作為參考的空比色皿的偏振器p旋轉(zhuǎn)角度為0，因此任意樣品太赫茲偏振器p的旋轉(zhuǎn)角度即為測(cè)得的樣品相位偏移量p偏振分量透射樣品油的旋轉(zhuǎn)角度θ即為該樣品油的旋光度α。為使ey取得最大值，可將上式化為：

由該式可知，當(dāng)p偏振分量ey為最大時(shí)即因此，旋光度α與相位變化值呈嚴(yán)格的線性關(guān)系，由相位變化值趨勢(shì)即可準(zhǔn)確反映樣品油的旋光度變化趨勢(shì)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過上述步驟201-步驟207利用檢測(cè)光路對(duì)汽油和柴油的成品油樣品、及其混合溶液的旋光性進(jìn)行檢測(cè)，并利用其對(duì)太赫茲波旋光性的差異實(shí)現(xiàn)油品種類的識(shí)別檢測(cè)。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。