基于光譜分析的燃油組分檢測技術(shù)研究.pdf

1、燃油組分和品質(zhì)直接關(guān)系到其燃燒效率、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命以及尾氣排放造成的環(huán)境污染，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法存在成本高、速度慢、檢測過程復(fù)雜等局限性。光譜分析技術(shù)具有快速、無損、低成本、安全可靠等許多現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文采用近紅外和拉曼光譜分析技術(shù)，結(jié)合樣本分類、線性和非線性校正模型、異常樣本剔除等方法，建立了汽柴油組分和品質(zhì)指標(biāo)的定量分析模型，并開發(fā)了相應(yīng)的快速檢測儀，具體研究內(nèi)容包括：
　　 1、提出了一種結(jié)合支持向量機(jī)(SV

2、M)分類模型的甲醇汽油組分近紅外光譜檢測方法。通過測量甲醇汽油的近紅外光譜，并采用微分和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換對(duì)譜圖進(jìn)行了預(yù)處理；對(duì)甲醇汽油和不含甲醇的成品汽油建立了SVM分類模型，將甲醇汽油和成品汽油區(qū)分開；然后對(duì)于甲醇汽油，通過譜圖相關(guān)性分析找到甲醇含量對(duì)應(yīng)的特征波段，并建立了最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM)定量分析模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用上述近紅外光譜法檢測甲醇汽油中的甲醇含量可以達(dá)到很高的預(yù)測精度，預(yù)測復(fù)相關(guān)系數(shù)R2達(dá)到0.9926，均方

3、預(yù)測誤差(RMSEP)為0.58％(體積)。
　　 2、將結(jié)合偏最小二乘(PLS)特征提取的LSSVM算法(PLS-LSSVM)應(yīng)用于柴油品質(zhì)的近紅外光譜檢測?；陬A(yù)處理后的柴油近紅外光譜，分別建立了柴油十六烷值、硫含量、密度、50％回收溫度的PLS-LSSVM定量校正模型，并與常用的PLS、LSSVM等方法進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PLS-LSSVM模型集成了PLS與SVM模型的優(yōu)勢(shì)，能夠減少樣品待測屬性與光譜之間非線性程度的

4、影響。
　　 3、采用光柵色散型拉曼光譜，結(jié)合異常樣本檢測技術(shù)，建立了汽油芳烴含量、烯烴含量和氧含量的PLS定量分析模型。通過剔除個(gè)別異常樣本，有效地提高了預(yù)測模型精度，得到了較好的預(yù)測效果.其中汽油芳烴含量模型R2達(dá)到0.9965，RMSEP為0.3；烯烴含量模型R2達(dá)到0.9274，RMSEP為0.52；氧含量模型R2達(dá)到0.9843，RMSEP為0.083。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用拉曼光譜分析技術(shù)可以有效的解決汽油族組成的定量分

5、析問題，其分析精度顯著高于近紅外光譜法，同時(shí)也適用于汽油生產(chǎn)過程中的在線分析。
　　 4、自主開發(fā)研制了基于近紅外光譜的便攜式甲醇汽油快速檢測儀。針對(duì)目前市場上缺乏有效的甲醇汽油品質(zhì)快速檢測儀的現(xiàn)狀，自行開發(fā)研制了基于光柵色散型近紅外光譜儀的便攜式甲醇汽油快速檢測儀，并已應(yīng)用于多個(gè)甲醇汽油生產(chǎn)企業(yè)?，F(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：該儀器對(duì)工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)的甲醇汽油和成品汽油的分類正確，甲醇含量檢測精度高，重復(fù)性好，操作和維護(hù)簡便，能夠滿足國內(nèi)