“智能水杯你知道吗？”

“知道，一个杯子加个APP就说是智能了，其实没卵用。”

这是硬创邦记者和朋友的一段简短的对话。

对于很多普通用户来说，智能水杯给人的印象大概就是这样，一个水杯上装几个感应模块，再连个手机APP，就能帮人们识别水的温度、容量、计算累计喝水量等等，这些功能在实用性和需求上都显得十分的鸡肋。然而，我们今天要说的这款智能水杯显得有些与众不同，它能够实现一些更高端的功能，比如：液体识别。

 硬创邦记者约到了这款“液体识别智能水杯”的研发负责人穆允翔，跟他仔细的聊了聊这一个与众不同的智能水杯。

想知道你的喝的是可口可乐还是橙汁、或者红茶绿茶蓝茶各种茶么？只需要把饮料倒进这个智能水杯里，在手机APP上点击一下识别键，杯子就可以帮你鉴别你所喝的饮料是什么。看到这，有些读者估计就要骂娘了：“我XX又不是瞎子，喝什么我自己还不知道么？”。别急，这只是这款杯子目前能实现的基础功能，更强大的在后面。

这个水杯最初诞生在穆允翔和他团队参加的一个创客大赛，在大赛上，他们用几个元器件和一个普通的水杯搭建了这个智能水杯的雏形。简而言之，其原理就是利用高精度的光模块来识别液体的光谱，从而鉴定液体的种类。

创客比赛的智能水杯原型

穆允翔说，识别液体的种类只是目前能实现的最基础的功能，因为目前这款杯子还在研发和测试阶段，所以后期还会添加更高级别的检测能力，比如食物的种类、营养成分、甚至奶粉和药物等的产地以及真假。

这种功能对于普通人来说就有些难以理解了，这款智能水杯是如何做到如此精细的识别的呢？

光谱识别和光谱云分析系统

此前说过，这款智能水杯的原理是利用光模块来鉴别液体，所以这个“光谱识别模块”就是整个杯子的核心。

杯子在工作时，能看到杯子底部发出光源，这是一种近红外线的光，在模块的另一边，有接收光源的感应器。当光源穿透液体到达接收器上的时候，光已经通过液体的分子进行反射、折射发生变化，这种变化过的光信息就能通过光谱分析模块根据其光学特性确定材料组成成分，然后通过iOS或Android智能手机APP将这些信息传入云端对比数据，几秒后物品的相关信息就会显示在手机APP上。

据穆允翔介绍，目前分子识别模块目前可以识别包括饮料、盐水、糖水、凉茶、味素等大类信息，随着数据的增加未来会增加更多的识别空间。

说到这，硬创邦记者还是有些不解，这些光谱数据是如何定义的呢？标准是什么？

穆允翔解释说，除了杯子上的光模块之外，液体识别水杯最核心的就在于“光谱云分析系统”了。

他首先给记者解释了关于光谱的相关知识。

当电磁辐射与物质分子作用时，物质内部会发生量子化的能级跃迁，测量由此产生的反射、吸收、散射的波长与强度而进行分析的方法称为分子光谱分析法。它是光谱分析的一个重要分支，主要包括紫外-可见光谱、近红外光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

光谱云分析系统是一种基于云计算的、智能型的分子光谱分析系统。它整合了前端光谱采集设备、光谱数据压缩传输、光谱预处理、光谱数学建模等环节。光谱云解决了分子光谱应用中最复杂的建模问题，为用户提供稳健、灵活的光谱分析数学模型。前端分子光谱采集设备通过无线和有线的方式接入光谱云，光谱云对输入的光谱按照预先建立的模型进行分析，用户无需关心如何建立数学模型，经过云端分析后，检测结果回传给用户。

简而言之，所有的分子在发生光反射时、吸收、散射时所产生的波长和强度都是不同的，通过这个就能鉴别分子的种类，从而鉴定液体的结构组成。

而鉴别时的标准还是需要人工设定的。比如说，这有一个苹果，你想要鉴别它的产地是美国还是中国东北，这就需要先采购美国和东北的两种苹果，通过仪器先进行光谱测量，然后将数据信息上传到云端进行标准的记录，然后在去测量其他苹果的光谱，用得出的测量信息与之前上传的标准信息进行对比，这样才能得出结论。

穆允翔说，目前他们做的杯子还不能实现更精细的测量，主要在于两个原因。

第一，光谱数据还没有来得及去采样和整理，所以云端能够做对比的数据有限，这些在以后会陆陆续续的进行扩充。

第二，光谱模块的精度低。据他介绍，这种技术一直以来都是小众，只有在一些高精尖的科研领域才能用到。高精度的设备价格非常昂贵，他们做这个杯子的光谱模块对其进行了低成本的简化，所以在精度上也有一定的限制。

醉翁之意不在水杯，在光谱

当记者问到，为什么想到会做这个智能水杯的时候，穆允翔坦言，最开始做智能水杯只是应客户需求所研发，他自己本身也觉得智能水杯这种东西没什么用处，既没有广阔的市场也没有具有刚性需求的用户群体。

不过后来他的想法发生了转变，他说，想利用这个“没什么用”的产品让大众能够接触和了解到光谱技术。

目前分子光谱分析便捷高效，适合多种物态分析且结构信息丰富，在常规分析中有广泛的应用。不过在民用级领域由于其高昂的价格和让人理解不了的技术门槛，还没有被广泛普及。

如今，在云计算和互联网的推动下，分子光谱分析技术的外延进一步扩展，以后应用在民用级智能硬件的机会也会增加不少，所以他们想趁着这个契机，做最早吃螃蟹的那一批人。

目前，穆允翔的团队已经尝试利用光谱技术做了一些其他的东西，比如一种防止“代打卡”的指纹打卡机，能鉴别打卡的是人的手指还是淘宝买的硅胶套。类似这种光谱技术的应用在未来会更多的扩展成各种智能硬件的产品。

目前他的团队已经开始研究如何低成本的制作更高精度的光谱分析设备和系统，扩充更多的云端图谱模型，未来这个小众技术能否普及到人们的生活中还是个未知数。

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　　2.2工业噪声与振动的危险、有害因素识别

　　噪声能引起职业性噪声聋或引起神经衰弱、心血管疾病及消化系统等疾病的高发，会使操作人员的失误率上升，严重的会导致事故发生。

　　工业噪声可以分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁噪声等三类。

　　噪声危害的识别主要根据已掌握的机械设备或作业场所的噪声确定噪声源、声级和频率。

　　振动危害有全身振动和局部振动，可导致中枢神经、植物神经功能紊乱、血压升高，也会导致设备、部件的损坏。

　　振动危害的识别则应先找出产生振动的设备，然后根据国家标准，参照类比资料确定振动的危害程度。

　　2.3温度与湿度的危险、有害因素识别

　　1）温度、湿度的危险、危害主要表现为：

　　·高温除能造成灼伤外，高温、高湿环境影响劳动者的体温调节，水盐代谢及循环系统、消化系统、泌尿系统等。当热调节发生障碍时，轻者影响劳动能力，重者可引起别的病变，如中暑。水盐代谢的失衡可导致血液浓缩、尿液浓缩、尿量减少，这样就增加了心脏和肾脏的负担，严重时引起循环衰竭和热痉挛。在比较分析中发现，高温作业工人的高血压发病率较高，而且随着工龄的增加而增加。高温还可以抑制中枢神经系统，使工人在操作过程中注意力分散，肌肉工作内能力降低，有导致工伤事故的危险。低温可引起冻伤。

　　·温度急剧变化时，因热胀冷缩，造成材料变形或热应力过大，会导致材料破坏，在低温下金属会发生晶型转变，甚至引起破裂而引发事故；

　　·高温、高湿环境会加速材料的腐蚀；

　　·高温环境可使火灾危险性增大。

　　2）生产性热源主要有：

　　·工业炉窑，如冶炼炉、焦炉、加热炉、锅炉等；

　　·电热设备，如电阻炉、工频炉等；

　　·高温工件（如铸锻件）、高温液体（如导热油、热水）等；

　　·高温气体，如蒸汽、热风、热烟气等。

　　3）温度、湿度危险、危害的识别应主要从以下几方面进行：

　　·了解生产过程的热源、发热量、表面绝热层的有无，表面温度，与操作者的接触距离等情况；

　　·是否采取了防灼伤、防暑、防冻措施，是否采取了空调措施；

　　·是否采取了通风（包括全面通风和局部通风）换气措施，是否有作业环境温度、湿度的自动调节、控制。

　　2.4辐射的危险有害因素识别

　　随着科学技术的进步，在化学反应、金属加工、医疗设备、测量与控制等领域，接触和使用各种辐射能的场合越来越多，存在着一定的辐射危害。辐射主要分为电离辐射（如α粒子、β粒子、γ粒子和中子、x粒子）和非电离辐射（如紫外线、射频电磁波、微波等）两类。

　　电离辐射伤害则由α、β、x、γ粒子和中子极高剂量的放射性作用所造成。

　　射频辐射危害主要表现为射频致热效应和非致热效应两个方面。

　　3 与手工操作有关的危险、有害因素识别

　　在从事手工操作，搬、举、推、拉及运送重物时，有可能导致的伤害有：椎间盘损伤，韧带或筋损伤，肌肉损伤，神经损伤，雄气，挫伤、擦伤、割伤等。其危险有害因素识别分述如下：

　　1）远离身体躯干拿取或操纵重物；

　　2）超负荷的推、拉重物；

　　3）不良的身体运动或工作姿势，尤其是躯干扭转、弯曲、伸展取东西；

　　4）超负荷的负重运动，尤其是举起或搬下重物的距离过长，搬运重物的距离过长；

　　5）负荷有突然运动的风险；

　　6）手工操作的时间及频率不合理；

　　7）没有足够的休息及恢复体力的时间；

　　8）工作的节奏及速度安排不合理。

　　4运输过程的危险、有害因素识别

　　原料、半成品及成品的贮存和运输是企业生产不可缺少的环节，这些物质中，有不少是易燃、可燃等危险品，一旦发生事故，必然造成重大的经济损失。

　　危险化学品包括爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂、有机过氧化物、有毒品和腐蚀品等，其危险有害因素识别分述如下。

　　1） 爆炸品贮运危险因素识别

　　（1）爆炸品的危险特性

　　通常能引起爆炸品爆炸的外界作用有热、机械撞击、摩擦、冲击波、爆轰波、光、电等。某一爆炸品的起爆能越小，则敏感度越高，其危险性也就越大。

　　爆炸品遇热达到一定的温度即自行着火爆炸。一般爆炸品的起爆温度较低，如雷汞为165℃、苦味酸为200℃。

　　爆炸品受到撞击、震动、摩擦等机械作用时就会爆炸着火。

　　爆炸品是电的不良导体。在包装、运输过程中容易产生静电，一旦发生静电放电会引起爆炸。

　　绝大多数爆炸都伴有燃烧。爆炸时可形成数千度的高温，会造成重大火灾。

　　绝大多数爆炸品爆炸时会产生CO、CO2、NO、NO2、HCN、N2等有毒或窒息性气体，从而引起人体中毒、窒息。

　　（2）爆炸品贮运危险因素识别

　　①从单个仓库中最大允许贮存量的要求进行识别；

　　②从分类存放的要求方面去识别；

　　③从装卸作业是否具备安全条件的要求去识别；

　　④从铁路运输的安全要求是否具备进行识别；

　　⑤从公路运输的安全条件是否具备进行识别；

　　⑥从水上运输的安全条件是否具备进行识别；

　　⑦从爆炸品贮运作业人员是否具备资质、知识进行识别。

　　2）易燃液体贮运危险因素识别

　　（1）易燃液体的分类

　　①根据易燃液体的贮运特点和火灾危险性的大小，《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001年修订版）将其分为甲、乙、丙三类：

　　甲类：闪点＜28℃；

　　乙类：28℃≤闪点＜60℃；

　　丙类：闪点≥60℃。

　　②根据易燃液体闪点高低，依据《危险货物分类和品名编号》（GB6944-86）将易燃液体按闪点分为下列三类：

　　第1类：低闪点液体，闪点＜-18℃；

　　第2类：中闪点液体-18℃≤闪点＜23℃；

　　第3类：高闪点液体≥23℃。

　　（2）易燃液体的危险特性

　　闪点越低，越容易点燃，火灾危险性就越大。

　　易燃液体中多数都是电介质，电阻率高，易产生静电积聚，火灾危险性较大。

　　（3）易燃液体贮运危险因素识别

　　①整装易燃液体的贮存危险识别

　　A 从易燃液体的贮存状况、技术条件方面去识别其危险性；

　　B 从易燃液体贮罐区、堆垛的防火要求方面去识别其危险性。

　　②散装易燃液体贮存危险识别

　　散装易燃液体贮存危险的识别，宜从防泄漏、防流散，防静电、防雷击、防腐蚀、装卸操作、管理等方面识别其危险性。

　　③整装易燃液体运输危险识别

　　a.整装易燃液体运输危险的识别主要包括以下4类：

　　·装卸作业中的危险；

　　·公路运输中的危险；

　　·铁路运输中的危险；

　　·水路运输中的危险。

　　b.整装易燃液体水路运输危险的识别主要应从装载量、配装位置、桶与桶之间、桶与舱板和舱壁之间的安全要求方面进行识别。

　　④散装易燃液体运输危险识别

　　a.公路运输防泄漏、防溅洒、防静电、防雷击、防交通事故及装卸操作等方面去识别；

　　b.铁路运输的编组隔离、溜放连挂、运行中的急刹车、安全附件、装卸操作方面的危险识别；

　　c.水路运输的危险识别；

　　d.管道输送的危险识别。

　　3 易燃物品贮运危险识别

　　（1）易燃物品的分类

　　易燃物品包括易燃固体、自燃物品及遇湿易燃物品。

　　易燃固体种类繁多、数量极大，根据其燃点的高低分为易燃固体和可燃固体。

　　自燃物品根据氧化反应速度和危险性大小分成一级自燃物品和二级自燃物品。

　　遇湿易燃物品按其遇水受潮后发生化学反应的激烈程度产生可燃气体和放出热量的多少分成一级遇湿易燃物品和二级遇湿易燃物品。

　　（2）易燃物品的危险特性

　　①易燃固体的危险特性为：

　　b.与氧化剂作用易燃易爆；

　　c.与强酸作用易燃易爆；

　　d.受摩擦撞击易燃；

　　e.本身或其燃烧产物有毒；

　　②自燃物品不需外界火源，会在常温空气中由物质自发的物理和化学作用放出热量，如果散热受到阻碍，就会蓄积而导致温度升高，达到自燃点而引起燃烧。其自行的放热方式有氧化热、分解热、水解热、聚合热、发酵热等。

　　③遇湿易燃物品的危险特性为：

　　a.活泼金属及合金类、金属氢化物类、硼氢化物类、金属粉末类的物品遇湿反应剧烈放出H2和大量热，致使H2燃烧爆炸；

　　b.金属碳化物类、有机金属化合物类如K4C、Na4C、Ca2C、Al4C3等遇温会放出C2H2、CH4等极易着火爆炸的物质；

　　c.金属磷化物与水作用会生成易燃、易爆、有毒的PH3；

　　d.金属硫化物遇湿会生成有毒的可燃的H2S气体；

　　e.生石灰、无水氯化铝、过氧化钠、苛性钠、发烟硫酸、氯磺酸、三氯化磷等遇水会放出大量热，会将邻近可燃物引燃。

　　4 毒害品贮运危险识别

　　（1）毒害品的分类

　　①无机剧毒、有毒物品

　　a.氰及其化合物，如KCN、NaCN等；

　　b.砷及其化合物，如As2O3等；

　　c.硒及其化合物，如SeO2等；

　　d.汞、锑、铍、氟、铯、铅、钡、磷、碲及其化合物。

　　②有机剧毒、有毒物品

　　a.卤代烃及其卤化物类，如氯乙醇、二氯甲烷等；

　　b.有机金属化合物类，如二乙基汞、四乙基铅等；

　　c.有机磷、硫、砷及腈、胺等化合物类，如对硫磷、丁腈等；

　　d.某些芳香环、稠环及杂环化合物类，如硝基苯、糠醛等；

　　e.天然有机毒品类，如鸦片、尼古丁等；

　　f.其它有毒品，如硫酸二甲酯、正硅酸甲酯等。

　　（2）毒害品的危险特性

　　毒害品的危险特性主要是：

　　在无机有毒物品中，汞和铝的氧化物大都具有氧化性，与还原性强的物质接触，易引起燃烧爆炸，并产生毒性极强的气体。

　　②遇水、遇酸分解性

　　大多数毒害品遇酸或酸雾分解并放出有毒的气体，有的气体还具有易燃和自燃危险性，有的甚至遇水会发生爆炸。

　　③遇高热、明火、撞击会发生燃烧爆炸

　　芳香族的二硝基氯化物、萘酚、酚钠等化合物遇高热、撞击等都可能引起爆炸并分解出有毒气体，遇明火会发生燃烧爆炸。

　　目前列入危险品的毒害品共536种，有火灾危险的为476种，占总数的89%，而其中易燃烧液体为236种，有的闪点极低。

　　⑤遇氧化剂发生燃烧爆炸

　　大多数有火灾危险的毒害品，遇氧化剂都能发生反应，此时遇火就会发生燃烧爆炸。

　　（3）毒害品的贮存危险识别

　　①贮存技术条件方面的危险因素，有：

　　a.是否针对毒害品具有的危险特性，如易燃性、腐蚀性、挥发性、遇湿反应性等采取相应的措施；

　　b.是否采取分离储存、隔开储存和隔离储存的措施；

　　c.毒害品包装及封口方面的泄漏危险；

　　d.贮存温度、湿度方面的危险；

　　e.操作人员作业中失误等危险因素；

　　f.作业环境空气中有毒物品浓度方面的危险。

　　②贮存毒害物品库房的危险因素识别，有：

　　a.防火间距方面的危险因素；

　　b.耐火等级方面的危险因素；

　　c.防爆措施方面的危险因素；

　　d.潮湿的危险因素；

　　e.腐蚀的危险因素；

　　f.疏散的危险因素；

　　g.占地面积与火灾危险等级要求方面的危险因素。

　　（4）毒害品运输危险识别

　　①毒害品配装原则方面的危险因素；

　　②毒害品公路运输方面的危险因素；

　　③毒害品铁路运输方面的危险因素；

　　b.连挂时的速度的危险；

　　c.编组中的危险。

　　④毒害品水路运输方面的危险因素

　　a.装载位置方面的危险；

　　b.容器封口的危险；

　　c.易燃毒害品的火灾危险。

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