本发明专利技术公开了一种测定混合物中目标成分百分含量的方法，包括如下步骤：１）用太赫兹时域光谱技术测出混合物的吸收光谱线；２）用太赫兹时域光谱技术测出目标成分纯物质的吸收光谱线；３）按照如下过程计算目标成分在混合物中的百分含量。本发明专利技术测定方法在混合物中其它成分未知的情况下，即可以测定出目标成分的百分含量，并且对样品没有损毁，可以广泛应用于混合物的成分测定中，特别是毒品的检测中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，特别是涉及一种用太赫 兹时域光谱技术在其它成分未知时，在不破坏被检测样品的情况下，测定混合物中已 知成分的百分含量的方法。
技术介绍
太赫兹(1012HZ)波位于微波和红外之间。THz时域光谱技术是一种相干探测技术， 能够同时获得THz脉冲的振幅信息和相位信息，通过对时间波形进行傅立叶变换直接 得到样品的吸收系数等光学参数。又根据朗伯一比尔定律，由质量分别为m, ， m2，-， mn ，吸收系数分别为a, ( ) ， a2 (oO ， ■■ ， a ()的样品均匀混合而成的质量为 m的混合样品的吸收系数其中。'为各已知成分的质量百分比。按公式(1)，如果每个成分的吸收系数及 它们混合物的吸收系数已知，那么通过线性回归的方法，就可以算出各成分的质量百 分比。但此时需要知道混合物中每种成分的吸收光谱，这往往做不到。目前，检测混合物成分百分含量的方法还有质谱法等，但是，质谱的方法会损毁 样品，在毒品犯罪案件中，若毁坏证据，则无法重新鉴定，对于案件的复审不利。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供 本专利技术所提供的测定混合物中目标成分百分含量的方法，包括如下步骤-1) 用太赫兹时域光谱技术测出混合物的吸收光谱线；2) 用太赫兹时域光谱技术测出目标成分纯物质的吸收光谱线；3) 按照如下过程计算目标成分在混合物中的百分含量a,在混合物的吸收光谱线和目标成分纯物质的吸收光谱线中选取至少三个频率 点的吸收系数，且相邻频率点的频率差相等；b，当频率点为三个时，根据式(7)计算目标成分在混合物中的百分含量bl bl=[(a q 2)-(a 2— a :,)]/[(a u_ a 12)-(a 12— a 13) ] (7)式(7)中，a,、 a2、 a:,分别为混合物在三个频率点fl、 f2、 f3的吸收系数；a 、 a 12、 au分别为目标成分纯物质在频率点fl、 f2、 f3的吸收系数；且fl一f2二f2 — f3;c，当频率点大于三个时，采用最小二乘法计算目标成分在混合物中的百分含量bl。为了提高测定结果的精度，还将混合物的吸收光谱线和目标成分纯物质的吸收光 谱线划分为若干频率小段，在每个频率小段内计算出目标成分的百分含量；再对各频 率小段的测定结果取平均值，舍去那些和平均值相比差值大于或接近10%的数据；对 余下测定结果取平均值，即得到混合物中目标成分的百分含量。本专利技术测定方法在混合物中其它成分未知的情况下，通过测定混合物和目标组分 的太赫兹吸收谱数据，即可以测定出目标成分的百分含量，测定过程对样品没有损毁， 可以广泛应用于混合物的成分测定中，特别是毒品的检测中。附图说明图1为冰毒(MA)，面粉(Flour)及二者的混合物(MixFM)的太赫兹吸收谱。 图2为盐酸氯胺酮(Ketamine)和混合物(Mixture)的太赫兹吸收谱。具体实施例方式本专利技术测定方法包括如下步骤a，测定混合物的吸收光谱线和目标成分纯物质的吸收光谱线将混合物和混合物中已知成分的纯品制成直径为10 mm，厚度约1. 0 mm的圆形薄 片。用透射式太赫兹时域光谱系统，在相对湿度小于4.0%，温度22'C左右的环境中， 测得太赫兹参考信号时间波形和透射样品后的时间波形，进行傅立叶变换并进行一定 计算，得到样品在太赫兹波段0. 2THz-2. 6THz的吸收系数谱。b,在混合物的吸收光谱线和目标成分纯物质的吸收光谱线中选取至少三个频率 点的吸收系数，且相邻频率点的频率差相等；c，计算目标成分的百分含量以三个频率点为例，混合物在频率fl、 f2、 f3的吸收系数分别为^、 a 2、 a 3; 目标成分在频率fl、 f2、 f3的吸收系数分别为a,、a12、 a 13，其在混合物中的含量 为bl;混合物中其他成分在fl、 f2、 f3的吸收系数分别为a2,、 a22、 a 23，其在混合 物中的含量为b2;按照公式(1)，可以得到如下式a pbl a u + b2a 21 (2)a 2 = bl a 12+b2 a 22 (3)a 3 = bl a 13+b2 a 23 (4)将上述三个式子两两相减，得到如下两个式子a i— a 2 = bl ( a — a 12) +b2( a 21— a 22) (5) a广a 3 = bl ( a2— a 13) +b2 ( a 22— a 2:!) (6)假定混合物中其他成分的吸收系数与吸收频率成线性关系(a2l = kfi+b， k、 b均 为常数)，由于fl、 f2和f3两两之间的差值相等，则b2(a^—d22)与b2(a22—a23) 相等，因此，由式(5)、式(6)即可以计算出目标成分的百分含量bl = [(a i_ a 2)-(a 2— a :》]/[(a — a 12)-(a 12— a] (7)为了提高计算精度，可以选择多于三个的频率点，类似的，可以列出多个如式(5)、 式(6)的式子，此时采用最小二乘法即可以计算出目标成分的百分含量。为了进一步提高计算精度，可以将混合物的吸收光谱线和目标成分纯物质的吸收 光谱线划分为若干频率小段，此时，每个频率小段内更易于满足混合物中其他成分的 吸收系数与吸收频率成线性关系的条件，这样在每个频率小段内采用上述方法即可计 算出目标成分的百分含量；再对每个频率小段的测定结果进行比较，舍去那些和别的 数据相差很大的数据(先对实验结果取平均值，舍去那些和平均值相比差值大于或接 近10%的结果)因为这些结果可能是由某些不明显的吸收峰导致，或者是因为系统噪 声，或其它原因导致的误差。对余下数据结果再取平均值，即得到混合物中目标成分 的百分含量。采用如下实施例来验证本专利技术测定方法的准确性。实施例1、冰毒(MA)和面粉(Flour)相混合的实验结果1、 分别测定冰毒(MA)、面粉(Flour)以及冰毒和面粉混和后的混合物(MixFM， 两者的质量比为70.6/29.4)的太赫兹吸收谱，如图l所示；计算时只利用冰毒(MA) 和混合物(MixFM)的太赫兹吸收谱，冰毒为目标成分；2、 计算过程从所选频率段(本例为1.2-2. 2THz,如图l)中取n个频率小段(本例n二26，各 段有重合)，对于不同的物质n的取值可能不同，在每个频率小段内选取若干频率点(本例中为IO个点)，相邻两频率点之间的间隔相等(本例中约为0.02928THz); 注意，每个频率小段的间隔(即两端点的频率差)要大于相邻两频率点的间隔，且小 段的间隔越小越好，但考虑系统噪声，又不能太小，实际过程中按经验值每个频率小 段间隔大约取0.2THz左右(本例大约0.26THz)，计算出每个频率段内的冰毒(MA) 含量，结果列于表l。然后，先计算出所有值平均(本例为68.51%)，再舍去那些和 平均值相比差值大于或接近于10%的结果(本例为序号3、 6、 22、 24四个频率段结果)， 然后对余下测定结果再取平均值，即得到混合物中目标成分的百分含量，结果列于表 2，由表2可见，本专利技术测定方法准确性很高。表l频率段及各段冰毒(MA)含量测定结果<table>table see original document page 6</column></ro本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测定混合物中目标成分百分含量的方法，包括如下步骤：１）用太赫兹时域光谱技术测出混合物的吸收光谱线；２）用太赫兹时域光谱技术测出目标成分纯物质的吸收光谱线；３）按照如下过程计算目标成分在混合物中的百分含量： ａ，在混合物的吸收光谱线和目标成分纯物质的吸收光谱线中选取至少三个频率点的吸收系数，且相邻频率点的频率差相等；ｂ，当频率点为三个时，根据式（７）计算目标成分在混合物中的百分含量ｂ１ｂ１＝［（α↓［１］－α↓［２］）－（α↓［ ２］－α↓［３］）］／［（α↓［１１］－α↓［１２］）－（α↓［１２］－α↓［１３］）］（７）式（７）中，α↓［１］、α↓［２］、α↓［３］分别为所述混合物在三个频率点ｆ１、ｆ２、ｆ３的吸收系数；α↓［１１］、α↓［１２］、α↓ ［１３］分别为所述目标成分纯物质在频率点ｆ１、ｆ２、ｆ３的吸收系数；且ｆ１－ｆ２＝ｆ２－ｆ３；ｃ，当频率点大于三个时，采用最小二乘法计算目标成分在混合物中的百分含量ｂ１。
【技术特征摘要】
1、一种测定混合物中目标成分百分含量的方法，包括如下步骤1)用太赫兹时域光谱技术测出混合物的吸收光谱线；2)用太赫兹时域光谱技术测出目标成分纯物质的吸收光谱线；3)按照如下过程计算目标成分在混合物中的百分含量a，在混合物的吸收光谱线和目标成分纯物质的吸收光谱线中选取至少三个频率点的吸收系数，且相邻频率点的频率差相等；b，当频率点为三个时，根据式(7)计算目标成分在混合物中的百分含量b1b1＝[(α1-α2)-(α2-α3)]/[(α11-α12)-(α12-α13)] (7)式(7)中，α1、α2、α3分别为所述混合物在三个频率点f1、f2、f3的吸...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈京玲，江德军，赵树森，梁来顺，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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