新型水泥行业发展趋势是面向环境友好型、节约资源型方向发展。水泥行业中,生料的质量控制是保证水泥熟料和产品的质量的基础,对生料中的关键成分进行测量是生产过程调控的关键一环。为确保水泥生料质量,其所含Fe203、Si02、CaO、A1203四种氧化物百分比需满足一定的工艺配比指标。由于生产原料品质的不稳定会造成生料成分波动较大,若不及时的调整其中Fe203、Si02、CaO、A1203四种关键氧化物的配比,会导致生产的水泥品质不稳定、甚至不合格,直接造成资源的浪费和企业的损失。因此通过在线获取生料的成分含量,在此基础上调节原料配比,是生产高品质水泥的重要技术手段。现常用的水泥生产质量检测方法主要是X射线荧光光谱分析法(XRF)和瞬时γ中子活化反应分析法(PGANN)。XRF具有分析灵敏度高、使用简便的特点,但本质上属于离线分析方法,控制滞后,且会产生对人体有辐射危害的X射线。PGANN可实时在线分析多元素,准确度高,但因为使用了中子源这一放射源,若操作不当会对人体健康造成不可逆转的伤害。而傅立叶变换红外光谱技术(FTIR)无需制样、快速简单、可同时测量多种组分,在水泥生料成分的检测上具有巨大潜力。目前,国内尚没有对水泥成分的进行FTIR定量分析的相关研究报道,国外的研究也处于探索阶段。为此,本文采用FTIR技术对水泥生料成分Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3进行了光谱定量分析。首先,本文介绍了水泥生料成分分析的FTIR定量分析方法。针对生料成分的工业现场分析的应用,设计了适用于现场的在线FTIR分析系统。依据水泥生料的成分FTIR分析的需求,确定了漫反射式采集结构及近红外波段进行测量。为此,专门针对设计了适用于工业传输斜槽的多光源漫反射收集结构和差分光学摆臂式的抗震干涉仪,搭建了生料成分的工业在线FTIR分析系统。其次,使用了搭建的系统采集了水泥生料样品的漫反射近红外光谱,参考XRF荧光分析的成分Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3,含量作为参考,采用了FTIR技术结合偏最小二乘法(PLS)对水泥生料中的Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3四种成分建立最初的定量分析模型。但因实际的工业现场环境复杂,空气湿度不稳定,会对生料样品中Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3四种关键成分的在线FTIR定量分析形成一定干扰。为此,采用搭建的水泥生料在线FTIR分析系统对不同湿度条件下的水泥生料样品进行了近红外光谱采集,分析了不同湿度条件对近红外光谱定量分析的影响。并且,生料样品的粒径大小也会对Fe2O3、Si02、CaO、A1203定量分析模型的造成一定的影响。采用搭建的水泥生料在线FTIR分析系统对不同粒径大小的水泥生料样品进行了近红外光谱采集,分析了不同粒径大小对近红外光谱定量分析的影响。由于背景水分对Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3定量分析模型造成较大的影响,提出来一种基于背景水分扣除的水泥生料成分的近红外光谱建模方法。通过数据库中的纯净水分吸收光谱,匹配仪器信息后,使用非线性最小二乘方法对纯净水分吸收光谱拟合得出实际的水分吸收光谱,从实测的样品光谱中扣除之后,通过多元校正方法得到扣除背景水分干扰的生料成分的定量分析模型。