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数据采集
高光谱技术在油漆水性与油性的识别能力验证
高光谱技术在油漆水性与油性的识别能力验证
众所周知,900-1700nm高光谱相机可用与材质识别,对于油漆的水性油性而言,除了环保性、硬度、外观、气味等差异外,它们一个重要的差异就是成分不同,水性漆以水为稀释剂、VOC 含量低,油性漆依赖有机溶剂、含高比例挥发性化合物,二者在化学成分与物理特性上的区别,为短波红外高光谱相机的识别应用提供了基础。900-1700nm高光谱相机通过采集三维光谱立方体数据,结合主成分分析等算法,可快速提取水性漆中水分、水性树脂与油性漆中有机溶剂、合成树脂的独特光谱信号,而且实现非接触式检测,为工业应用提供了很大便利。
项目内容

  高光谱技术在油漆水性与油性的识别能力验证

  一、检测目的和依据

1、利用短波红外高光谱相机,验证其在油漆水性油性的识别能力;

2、相关资料表明,水性油漆与油性油漆在900-1700nm范围内各自有不同的吸收特征峰,通过这些特征峰,来识别水性与油性。

水性漆的典型特征

  • 由于含有大量水分子或具有羟基(-OH)的丙烯酸树脂,其光谱在1450nm 和 1940nm 附近通常会出现强烈的水吸收峰。这是水性漆一个非常明显的标志。
  • 其树脂的特定吸收峰(如C-H键在约1730nm、2300nm附近的吸收)可能与油性漆的强度、位置有所不同。

油性漆的典型特征

  • 其成膜物(如醇酸树脂)含有丰富的碳氢键(C-H)。因此,在1200nm, 1400nm, 1700nm, 2300nm 等波段会有明显的C-H键吸收峰
  • 由于不含水,其在1940nm附近的水吸收峰非常微弱或不存在。

  

  二、样品类别及数量

水性与油性油漆选择颜色相同的 红、黄、绿、蓝、白5个颜色分水性油性各一块,总计10块,在油漆制样专用铝板上,按照相同的手法、相同的喷涂次数进行喷涂,在相同的风干时间后(24h后)。

油漆样板.png

     

  三、检测设备和方式

  

  检测设备

   1. 900-1700nm高光谱相机

   2. 自研光学暗箱(含350-2500nm稳定光源,放样移动平台)

   3. 黑色托盘(低反射率背景)、不同尺寸增高桶、不同内径隔圈

   4. 漫反射校准板(校准反射率)

   5. 辅助材料:标签

    

  采集方式

  1. 样品摆放规则:

   a、反射模式:将油漆样本放在黑色载物板上,至于暗箱移动平台是进行采集测试

  2、数据采集模式:

  •    使用反射模式采集油漆样板900-1700nm的光谱数据。

  3、设备调参:

   反射模式

  •    调节相机高度,使相机视场可以覆盖所有样品

  •    调节镜头光光圈到最大:F1.4

  •    调节镜头焦距,使样品图像最清晰

  •    曝光时间调整到合适的值,避免采集到的样品数据过曝


四、采集结果数据展示


浅天蓝

浅天蓝 image(1).png

浅天蓝 反射率ref.png

浅天蓝 SDG1.png


哑光白

哑光白 image(1).png
哑光白 反射率ref.png

哑光白 SDG1.png


嘉陵红

嘉陵红 image(1).png

嘉陵红 反射率ref.png

嘉陵红 SDG1.png


玉绿色

玉绿色 image(1).png

玉绿色 反射率ref.png

玉绿色 SDG1.png


中黄色

中黄色 image(1).png
中黄色 反射率ref.png
中黄色 SDG1.png


五、结论
初步结论:从以上水性与油性油漆样板的反射率光谱看,水性油漆在1450nm出确有吸收峰,油性油漆在1150-1200nm范围存在吸收峰,在1400nm附近也存在吸收峰;另外,经过SGD1 Fliter对光谱进行预处理后,水性与油性油漆被明显区分,通过这样预处理后进行建模,可以很好的区分水性油漆与油性油漆。根据目前的结论判断,短波红外技术在识别油漆的水性油性的应用是可行的。


高光谱数据采集企业标准.png
采集参考Q/EX C 0628-2025标准
暗箱参数(2).png

放样治具01(2).png

传送带+暗箱定制(2).png


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