太赫兹作为一项新兴的检测技术,已经广泛应用于安全检查、生物医药、光谱成像等领域。本论文主要介绍了太赫兹电磁波产生、探测的工作原理以及太赫兹光谱系统在柴油理化性能检测中的应用。文章首先应用太赫兹时域光谱系统探测石化柴油和生物柴油的光谱数据,再用量子化学计算方法分析了两类柴油的分子组成及振动特性,阐明了其太赫兹光谱产生的机理,并在此基础上建立起与吸收系数相关的柴油理化特征模型。根据模型,可以通过测量样品的太赫兹吸收系数,简便快捷地计算出石化柴油以及生物/石化柴油混合燃料的凝点、十六烷值、硫含量等特征指标。主要内容和研究成果分为以下四个方面:　　 1、采用太赫兹时域光谱系统测量不同石化柴油和生物柴油的太赫兹吸收光谱,并用GAUSSIAN03软件包对分子振动模式进行计算和指认,结果表明,柴油在太赫兹波段的吸收是由烃类有机分子骨架振动、长链基团的扭转摆动和分子间力共同作用的结果。生物柴油的主要成份是脂肪酸甲酯,酯基基团位于碳链末端,它的扭曲振动会与整个碳链的振动形成耦合,产生共振,其振动强度大于烃类物质。因此,生物柴油的太赫兹吸收强于石化柴油。　　 2、研究了几种常用的柴油添加剂(降凝剂和十六烷值改进剂)的太赫兹光谱,并分析其作用机理。两种添加剂都属于酯类物质,少量添加到柴油中可有效降低柴油的凝点和提高十六烷值。同时,由于酯类物质在太赫兹波段的强吸收,可以通过其吸收系数定性分析该种添加剂的效力以及添加到柴油中凝点和十六烷值的改善情况。　　 3、建立理化模型,定量分析柴油的各种性能指标。由于油品的性能决定于其成份组成,成份组成又可以用太赫兹波谱来定性表征,因此本论文建立起一套理化模型,可以通过测量样品的太赫兹吸收系数计算出它的凝点、十六烷值和硫含量。通过校正集的验证,表明理化模型具有良好的精度,相关系数可达0.9以上,具有很好的实用意义。　　 4、生物/石化柴油体系的燃烧特性分析。研究了不同生物柴油含量的生物/石化柴油体系的太赫兹吸收特性和光谱产生机理,并建立了理化模型通过测量混合燃料的吸收系数来预测其凝点和十六烷值。