一種基于紅外光譜無損無壓力鑒別紡織品文物材質(zhì)的方法
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及文物保護技術(shù)領域，尤其涉及一種鑒別紡織品文物材質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紡織品文物材質(zhì)多屬于天然動植物纖維，由于埋藏環(huán)境和保存環(huán)境的影響，材質(zhì)已發(fā)生不同程度的老化與降解，使得材質(zhì)分子基團發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，通過紅外光譜檢測組成材質(zhì)的結(jié)構(gòu)基團，紅外光譜結(jié)果可以顯示發(fā)生不同程度的紅外吸收減弱和特征吸收改變等，所以通過近紅外光譜檢測方法鑒定紡織品文物材質(zhì)，能夠較好的區(qū)別古代紡織品文物材質(zhì)。
[0003]紅外光譜檢測紡織品文物的檢測方法與數(shù)據(jù)處理方法較多，包括中遠紅外與近紅外光譜，但是目前尚無能夠快速無損地檢測紡織品文物的方法，目前的紅外檢測技術(shù)中大多需要進行取樣分析，但對于極其珍貴的文物而言，采樣會破壞其完整性，不能做采樣分析檢測，也不宜進行表面受力分析，所以需要一種無損無受力的材質(zhì)檢測方法。
[0004]現(xiàn)有近紅外光譜檢測紡織品纖維的數(shù)據(jù)處理方法主要通過微分和多元光散射校正算法消除噪聲和基線漂移對光譜數(shù)據(jù)的影響，從而提高數(shù)據(jù)信噪比，而對于紡織品文物而言，在利用紅外光譜檢測時，由于無損無壓力檢測要求，現(xiàn)有手段未能提高其紅外反射率，尤其織物纖維數(shù)量較少的情況下，紅外反射信號會明顯削弱，從而影響材質(zhì)紅外光譜的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于紅外光譜無損無壓力鑒別紡織品文物材質(zhì)的方法。本發(fā)明方法在不對樣品進行破壞、施壓的前提下，可提高樣品的近紅外光反射率，結(jié)合獨特的數(shù)據(jù)處理方法，能夠快速無損的鑒別紡織品文物的材質(zhì)。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種基于紅外光譜無損無壓力鑒別紡織品文物材質(zhì)的方法，包括如下步驟:
1)、在紅外光譜儀的檢測臺上放置一片平整的反射薄片，將待測紡織品文物平鋪于所述反射薄片上。
[0007]由于紡織品文物的珍貴性，在進行紅外檢測前不能對紡織品文物進行取樣、鍍金以及覆膜等，因此在紡織品文物下方墊有一片具有高紅外反射的反射薄片，能夠提高紡織品文物的紅外反射率以及準確性。
[0008]2)、調(diào)整近紅外光譜儀的檢測探頭，將所述檢測探頭與所述紡織品文物的距離控制在0.2-lmm的范圍內(nèi)，然后進行近紅外光譜信息采集，得到紡織品文物的近紅外光譜圖。
[0009]由于有的紡織品文物由于年代久遠，較為脆弱，一碰即碎，不能受壓，因此在進行紅外檢測時檢測探頭不能與紡織品文物接觸，距離控制在0.2-lmm范圍內(nèi)時，配合步驟1)中的反射薄片，能夠進一步提高紡織品文物的紅外反射率以及準確性。
[0010]3)、將所得的近紅外譜圖進行S.Golay平滑濾波，平滑度為1-3，然后通過NicoletOmnic紅外光譜處理軟件進行二階導數(shù)譜圖處理，多項式項數(shù)為3_6。
[0011]對得到的近紅外譜圖進行處理，能夠便于將其與紡織品近紅外標準譜圖進行對比。
[0012]4)、將上述處理后的近紅外譜圖與紡織品近紅外標準譜圖進行對比，鑒別出所述紡織品文物的材質(zhì)。
[0013]本發(fā)明方法在不破壞紡織品文物，使紡織品文物不受壓的情況下，對其進行紅外檢測，并且紡織品文物的紅外反射率高，整個材質(zhì)鑒別過程快速準確。
[0014]作為優(yōu)選，所述反射薄片為表面鍍有金、銀、氧化鋁、二氧化硅中一種或多種材料的鍍層的薄片。
[0015]作為優(yōu)選，所述反射薄片上鍍層的厚度為0.6-0.8mm。當鍍層厚度在以上范圍內(nèi)時，紡織品文物的紅外發(fā)射率較高。
[0016]作為優(yōu)選，在步驟2)中進行近紅外光譜信息采集時，環(huán)境溫度控制在20_25°C，環(huán)境相對濕度控制在50-60%。
[0017]在以上條件的環(huán)境中對紡織品文物進行紅外檢測，不僅能夠保護文物，而且紡織品文物的紅外發(fā)射率較高。
[0018]作為優(yōu)選，在步驟1)中，所述紡織品文物在平鋪前經(jīng)過預處理，具體方法如下:用毛刷蘸取乙醇對紡織品文物上待檢測部位進行潤濕、清洗，接著用毛刷蘸取丙酮對紡織品文物上已潤濕的部位繼續(xù)進行潤濕，然后將紡織品文物在溫度為25-30°C，相對濕度為30-40%的環(huán)境下干燥15_30min。
[0019]—般正常環(huán)境中紡織品文物的含水率在8-10%左右，本發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當紡織品文物的含水率控制在6-9%時，其紅外反射率較高，因此需要在檢測前將紡織品文物的含水率降低。一般降低纖維含水率的方法是高溫干燥，但是紡織品文物的特殊性，高溫處理會加速其老化，導致強度降低，有損害文物的風險。本發(fā)明選用有機溶劑置換法將紡織品文物的含水率降低。先用丙酮對紡織品文物進行潤濕、清洗，不僅能夠去除紡織品文物表面的雜質(zhì)，排除干擾，還能使乙醇滲透進入纖維內(nèi)部，將纖維內(nèi)部的水分置換出來，接著用丙酮繼續(xù)對紡織品文物進行潤濕，進一步置換出水分。先后采用乙醇和丙酮分步式降低纖維含水率，更加溫和，使纖維逐步脫水，紡織品文物不會由于瞬間失水而降低強度。且乙醇、丙酮的沸點逐步降低，能夠快速揮發(fā)，且在揮發(fā)過程中攜帶走部分水分。
[0020]在溫度為25-30 °C，相對濕度為30-40%的環(huán)境下進行干燥，由于相對濕度較低，可以加速降低纖維含水率，也能防止纖維回潮
作為優(yōu)選，所述乙醇的用量為l-2mL/cm3，所述丙酮的用量為1.5-2.5mL/cm3。以上用量的乙醇和丙酮最為適宜，過高則無法快速揮發(fā)，過低則無法充分潤濕纖維。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法在不對樣品進行破壞、施壓的前提下，可提高樣品的近紅外光反射率，結(jié)合獨特的數(shù)據(jù)處理方法，能夠快速無損的鑒別紡織品文物的材質(zhì)。
【附圖說明】
[0022]圖1為實施例1中紡織品文物近紅外譜圖與紡織品近紅外標準譜圖的對比圖；
圖2為實施例2中紡織品文物近紅外譜圖與紡織品近紅外標準譜圖的對比圖；圖3為實施例3中紡織品文物近紅外譜圖與紡織品近紅外標準譜圖的對比圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0024]以下實施例所用設備為:近紅外光譜儀(microPHAZIR，美國熱電Nicolet公司)。
[0025]實施例1
一種基于紅外光譜無損無壓力鑒別紡織品文物材質(zhì)的方法，包括如下步驟:
1)、在紅外光譜儀的檢測臺上放置一片平整的反射薄片，將待測紡織品文物平鋪于所述反射薄片上。所述反射薄片的表面鍍有金，所述反射薄片上鍍層的厚度為0.7mm。
[0026]2)、調(diào)整近紅外光譜儀的檢測探頭，將所述檢測探頭與所述紡織品文物的距離控制在0.6mm，其中環(huán)境溫度控制在22°C，環(huán)境相對濕度控制在55%，然后進行近紅外光譜信息采集，得到紡織品文物的近紅外光譜圖。
[0027]3)、將所得的近紅外譜圖通過microPHAZIR軟件進行S.Golay平滑濾波，平滑度為1，然后通過Nicolet Omnic紅外光譜處理軟件進行二階導數(shù)譜圖處理，多項式項數(shù)為3。
[0028]4)、