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国家级大学生创新训练项目 立项申报书 学院名称： 中国人民解放军后勤工程学院 项目名称：基于多路光纤光谱的库存油料快速检测系统 项目负责人： 时文剑 所属一级学科： 产品应用相关工程与技术 指导教员： 杨玉梅 项目编号： 后 勤 工 程 学 院 二 ○ 一 七 年 五 月 基本情况 项目 名称 基于多路光纤光谱的库存油料快速检测系统 所属 学科 仪器仪表技术 申请 金额 8000元 起止年月 2017年 6月至 2018年 5月 负责人 姓名 时文剑 性别 男 民族 汉 出生年月 1996年 5月 学号 20141161018 联系 电话 指导 教师 杨玉梅 联系 电话 负责人曾经参与科研的情况 无 指导教师承担科研课题情况 “基于协同创新的大学生科技创新平台建设研究”，重庆市高等教育教学改革项目 2016； “小包装油料二位条码自动识别系统研究”，总后物资油料部，2015 指导教师对本项目的支持情况 参与项目问题解决思路的讨论和理论指导 项 目 组 主 要 成 员 姓 名 学号 专业班级 所在学院 项目中的分工 廖闯 20141161015应管系 文献检索 立项依据 研究目的 对于大型油库，传统的人工作业油料分析速度慢，会造成油料损耗，检测结果受人员操作水平、操作环境等客观因素影响较多。近些年来，随着计算机技术的快速发展，越来越多的信息技术应用到油品分析工作中，并且取得了良好的效果。红外光谱分析具有快速准确的特点，但仅用于对单个样品的检测，需要制备样品，操作复杂。本项目使用光纤将多个储罐与光谱仪组成多路检测系统，就可以快速、远程对多个储罐的油品进行检测，对于收发油频繁、需要经常进行油料化验的油库，具有较好的实用意义。实现该系统的关键是红外光谱仪各个组成结构的模块化和对多路光路的精确控制。 研究内容 1.对多路红外检测系统的设计与具体细节进行研究，做出切实可行的系统结构设计； 2.了解模块化结构各部件的性能指标，选择合适的部件； 3.根据系统设计结果做出实物模型，对其检测效果进行评估； 4.验证该系统的可行性及经济性。 国、内外研究现状和发展动态 当前同类型研究以光纤光谱仪的小型化和便携化为主，注重仪器的可移动性，可在较差环境下对单一样品的快速检测，设计结构集成化、小型化，多是摆脱了传统实验室光谱分析方法的局限性，将其运用到现代油品分析工作中，可以满足油品分析中关于等级、物性参数等测定要求，检测方法简便、准确率高，提高了油品分析工作的效率。模块化、多路检测的结构设计较少。在多路光纤光谱仪方面，已经有对于能同时快速地测量多达八组的光谱信号并具有实时光谱处理能力的新型多路型光纤光谱仪系统的设计，它以多个CCD作为光电探测器，以FPGA作为控制核心产生各种控制时序，利用DSP进行光谱数据处理并实现与PC机的USB通信。光谱测试结果表明，其具有良好的长期稳定性、较大的信号动态范围和较高的信噪比。 现在已有较多光谱检测仪器设计与光谱分析在油料检测方面的具体应用，光谱分析已应用到油品质量检测的方方面面，并且在很多方面的检测结果精确度能够达到规范要求，且对比于传统方法，光谱分析法发展快速，操作越来越简便，结果越来越可靠，应用面越来越广，前景十分广阔。 创新点与项目特色 1.将多路光纤引入红外光谱检测，改变了传统光谱仪的采光技术，使光谱探测脱离了样品池。利用光纤探头，可以方便地将远距离现场样品的光谱信号导入光谱仪器，实现检测人员在化验室即可完成整个检测操作，不需要到待测储罐取样、制备样品。通过将光纤探头与光学平台、数据采集、计算机等部件相结合，能够完成远程操纵、自动化的检测。 2.本系统具有模块化和灵活的特点。根据使用对象的不同，通过采用不同的光源、光纤探头改变光谱测量方式，适应不同样品的要求，达到相应的光谱范围、分辨率及灵敏度，可实现一机多用，应用范围极广，从轻质燃料油到润滑油，从散装油品到储罐内油品，均可检测。而且模块化的结构使得仪器便于检查维修，仅使用一套光路系统和检测系统，节省了仪器成本。通过改变光纤探头的位置，可轻松对罐内不同高度、不同位置的油面进行准确检测。在罐内加装导轨，即可远程控制探头位置。 3.多通道检测系统，将多路光谱光路系统结合单一电子信号处理模块技术，既具有单通道光谱仪结构紧凑的优点，又可实现各路光谱信号之间的实时、同