图1：沥青指纹快速识别系统登录界面

这套沥青指纹快速识别系统具有计算机桌面安装程序，在计算机中运行，联网后可以实现指纹识别，数据上传和管理。每个用户都可以通过登录自己的账号来进行数据浏览和管理。

沥青指纹识别软件的第一个核心功能就是检测沥青的相似度。施工项目的工地试验室首先对供应商提供的沥青标准样品进行全套指标试验，然后再将检测合格的沥青样品光谱图录入系统作为标准光谱，后期每车沥青进场时进行光谱识别，并自动与标准样品光谱进行对比，根据相似度对比结果来评价供货沥青是否合格。

沥青样品的综合相似度算法是整套指纹识别软件的核心优势，这套算法由安徽中路智慧交通科技有限公司自主开发。软件通过自动识别和提取特征峰，计算测试谱图和标准谱图的峰-峰值差，并将所有的特征峰对比结果加权计算，得到综合相似度指数。

图2：指纹识别分析结果示例

沥青指纹识别软件的第二个核心功能就是检测改性剂含量。测试前，需要按照规范的要求制作5个标样分别测量其图谱，软件将自动拟合绘制C_SBS-As聚合物含量-标准A值曲线。当完成标样标定后，进行改性剂含量未知的样品测试后，软件即可自动与标准曲线比对，从标准曲线上获得对应的聚合物含量。

图3：改性剂含量标定

测试结果可以生成如图4所示的测试报告，给出样品综合相似度的对比结果，改性剂的含量以及综合评价结论。同时，测试样品和标准样品的光谱对比图也会显示在报告中。测试结果可以导出为.pdf格式文件，也会储存在网络服务器中。

图4：相似度检测报告示例

云平台服务

云平台由安徽中路智慧交通科技有限公司自主开发，云平台具有光谱数据存储和远程查看功能，通过授权的账号可实现远程查看、统计分析进场沥青的合格率，便于管理人员及时掌握进场沥青质量。

图5：指纹识别测试结果的云平台管理

图6：指纹识别测试结果的云平台查看

岛津IRSpirit-X便携式红外光谱仪

我们选择岛津的IRSpirit-X便携式红外光谱仪作为整套系统的硬件载体主要是考虑了“准确性”，“耐久性”，“经济性”等因素。

图7：ATR多反射晶体沥青测试效果

>  准确性

在系统开发的前期调研阶段，我们对国内外主要品牌型号的红外光谱仪均进行了试用，岛津的测试结果满足应用需求，综合表现处于第一梯队。

岛津的IRSpirit-X便携式红外光谱仪采用了DLATGS检测器温控技术，降低了数据基线的波动，提高数据重复性和可靠性。图8是对比实验示例（可以注意将纵坐标单位变成0.01后，可以很明显的反映出差异）

图8：带控温（左）和不带控温（右）的DTLATGS检测器检测石蜡油中硅油的实测图谱对比

>   耐久性

工程现场的试验室环境一般比较恶劣，空气潮湿，粉尘含量高，很容易造成红外光谱仪的损坏。实际工程应用中的红外光谱仪发生损坏的概率要比母体检测机构高得多，而且一旦损坏，通常需要支付非常昂贵的维修费用。因此，很多红外光谱仪会配套恒温恒湿的环境箱，但在使用时，很多红外光谱仪仍然会面临潮湿环境的挑战。

岛津的IRSpirit-X便携式红外光谱仪内置电子除湿装置（选配），采用高分子固态电解膜技术，以电解方式除去干涉仪内部的水汽，不产生液态水，无需定期排水或清理，即使不配备额外的电子除湿环境箱仍可长期使用。岛津内置的电子除湿装置的功耗极低，与需要常年开机以维持仪器内部干燥的仪器相比，可以节约多达90%的待机电量消耗。

图9：自动电子除湿装置的工作原理

除此以外，其他为应对高湿度环境的防潮设计还包括：

-          防潮镀层KBr分束器（IRSpirit-TX/LX），或ZnSe分束器（IRSpirit-ZX）

-          光学系统密封在铝压铸件中

-          采用电子和纸基指示双保险的状态监控功能

-          根据使用环境湿度，可选择KBr光学窗片（最高相对湿度70%RH）或KRS-5光学窗片（最高相对湿度90%RH），两者都含防潮镀层

图10：铝压铸干涉仪外壳

>   经济性

整套沥青红外光谱仪的开发目标主要是面向工程应用，承诺光谱仪主机核心部件享受10年质保，因此系统的价格、维护成本、耗材成本都是决定方法和设备推广规模和应用范围的重要影响因素。我们目前整合的这套“沥青红外光谱仪”也是市场上具有明显价格优势，具有卓越性价比的解决方案。

试验标准

AASHTO T302 | JTG 3410-202X T0672红外光谱法 | JTG 3640-202X 公路沥青路面施工技术规范（原F40）

鉴于红外光谱测试方法和指纹识别技术近些年的广泛应用，新版的JTG E20公路工程沥青及沥青混合料试验规程（新编号JTG 3410）中将加入红外光谱仪法用于现场施工过程中的沥青质量控制，该方法主要参考AASHTO T302编写，同时收录了ATR衰减全反射法和溶剂稀释法。

主要特点

-   核心部件10年质保（光源，激光器，干涉仪，分束器，电路板，检测器）。

-   内置自动电子除湿装置（选配），不产生液态水，无需定期排水或清理。电子除湿装置的功耗极低，与需要常年开机以维持仪器内部干燥的仪器相比，可以节约多达90%的待机电量消耗。

-   高灵敏度。通过带温控功能的DLATGS检测器降低了数据基线的波动，提高数据重复性和可靠性。

-   自诊断功能。仪器开机初始化过程中，自诊断功能自动检测信号系统和光路状态。包括了各种信息，并自动将结果输出为一个文件，使得仪器设备管理更为简单。仪器状态的历史记录也可以被验证。

-   指纹识别软件与红外光谱仪和红外光谱软件通讯后，可以直接使用指纹识别软件控制仪器进行试验并得到测量结果。

-   指纹识别软件使用安徽中路智慧交通科技有限公司的专利算法（专利申请中），完全满足交通运输行业规范的要求。

-   体积小巧，占地面积＜A3纸的尺寸，便于携带到现场使用。

技术规格

光谱范围：7800~350cm^-1（KBr分束器）；6000~550cm^-1（ZnSe分束器）

光谱分辨率：0.9cm^-1，2cm^-1，4cm^-1，8cm^-1，16cm^-1，可自行设置

波数准确度：±0.1cm^-1

波数重复度：±0.0005cm^-1（@2000cm^-1）

信噪比：不低于37000:1（分辨率4cm^-1）

外形尺寸：长390mm×宽250mm×高210m

主机重量：8.5kg

电源规格：220V，50Hz，单相电

环境要求：操作温度10℃~35℃，最佳性能温度范围15℃~30℃；湿度范围20~70%，无冷凝（主机面板配备湿度状态灯）