[發(fā)明專利]一種由油品近紅外光譜預(yù)測(cè)其性質(zhì)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610919947.1
• 申請(qǐng)日: 2016-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN107976419B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚小立;許育鵬;陳瀑;李敬巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/359
• 分類號(hào): G01N21/359;G01N21/3577
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種由油品近紅外光譜預(yù)測(cè)其性質(zhì)的方法，包括如下步驟：

(1)將油品按性質(zhì)分類，每類收集一組樣品，每組樣品數(shù)量至少為200個(gè)，測(cè)定每個(gè)樣品的近紅外光譜，再用標(biāo)準(zhǔn)方法按油品類別測(cè)定每個(gè)樣品需要預(yù)測(cè)的性質(zhì)數(shù)據(jù)，

(2)對(duì)每個(gè)樣品的近紅外光譜進(jìn)行二階微分，將樣品的吸光度與其測(cè)定的性質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，按油品類別分別建立近紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，

(3)測(cè)定待測(cè)樣品的近紅外光譜，并進(jìn)行二階微分，取其吸光度為待測(cè)樣品光譜向量x，

(4)根據(jù)待測(cè)油品樣品的類型，選擇相應(yīng)類別的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，

(5)按式①計(jì)算待測(cè)樣品與所選近紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)樣品吸光度的歐式距離，選出歐式距離最小的1個(gè)庫(kù)光譜p，為與待測(cè)樣品最相近的庫(kù)樣品，其對(duì)應(yīng)的性質(zhì)數(shù)據(jù)為h，

式①中，d_j為待測(cè)樣品光譜向量x與數(shù)據(jù)庫(kù)中第j個(gè)樣品光譜向量之間的距離，x_i為待測(cè)樣品光譜第i個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)處的吸光度，v_j,i為數(shù)據(jù)庫(kù)中第j個(gè)樣品第i個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)處的吸光度，m為組成樣品光譜的吸光度的采樣點(diǎn)數(shù)，

(6)按式②將待測(cè)樣品光譜x減去所選數(shù)據(jù)庫(kù)中與其最相近樣品的光譜p，得到待測(cè)樣品的差譜△x，

Δx＝x-p ②

(7)對(duì)所選數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)樣品，按式③計(jì)算其與光譜p的差譜△v_i，

△v_i＝v_i–p i＝1，2，3，…，k ③

式③中，k為所選近紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)的樣品數(shù)，v_i為所選數(shù)據(jù)庫(kù)中第i個(gè)樣品的吸光度，i為所選數(shù)據(jù)庫(kù)中第i個(gè)樣品，

(8)對(duì)所選數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)樣品，按式④計(jì)算其性質(zhì)與最相近樣品的性質(zhì)h的數(shù)據(jù)差△q_i，

△q_i＝q_i–h i＝1，2，3，…，k ④

式④中，q_i為所選數(shù)據(jù)庫(kù)中第i個(gè)樣品的性質(zhì)數(shù)據(jù)，

(9)按下述方法用所選庫(kù)光譜的差譜對(duì)待測(cè)樣品的差譜△x進(jìn)行擬合，

a)按式⑤表示待測(cè)樣品的差譜△x，求得參與擬合的庫(kù)樣品的擬合系數(shù)：

式中，a_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)光譜對(duì)應(yīng)的擬合系數(shù)，

擬合系數(shù)a_i采用非負(fù)約束最小二乘法求出，即滿足如下目標(biāo)函數(shù)：

b)將上述求得的擬合系數(shù)a_i中所有的非零擬合系數(shù)提取出來(lái)，按式⑥進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化的擬合系數(shù)b_i，

式⑥中，g為非零擬合系數(shù)的庫(kù)光譜個(gè)數(shù)，

c)按式⑦計(jì)算待測(cè)樣品的擬合差譜：

d)按式⑧計(jì)算待測(cè)樣品差譜的擬合度s：

式⑧中，△x_j為待測(cè)樣品差譜的第j個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)的吸光度，為擬合差譜第j個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)的吸光度，m為樣品差譜的吸光度的采樣點(diǎn)數(shù)，

(10)若s大于設(shè)定的閾值，按式⑩由參與擬合的庫(kù)樣品對(duì)應(yīng)的性質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算待測(cè)樣品的性質(zhì)，

式⑩中，為預(yù)測(cè)的待測(cè)樣品的性質(zhì)數(shù)據(jù)，b_i為參與擬合的庫(kù)樣品光譜的歸一化擬合系數(shù)，△q_i為參與擬合的庫(kù)樣品光譜對(duì)應(yīng)的性質(zhì)數(shù)據(jù)差，h為與待測(cè)樣品最相近的庫(kù)樣品對(duì)應(yīng)的性質(zhì)數(shù)據(jù)，

(10)步所述閾值的確定方法為：選取一個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定三次近紅外光譜，對(duì)每次測(cè)定的光譜進(jìn)行二階微分處理后取其吸光度，然后計(jì)算每次測(cè)定的光譜與平均光譜的差譜，按式⑨計(jì)算任意兩次測(cè)定的差譜之間的偽擬合度sr值，取最大的sr值，乘以系數(shù)0.75即為閾值，

式⑨中，△x′_j和△x″_j為兩次重復(fù)測(cè)定的光譜與平均光譜之間差譜的第j個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)的吸光度，m為組成樣品差譜的吸光度的采樣點(diǎn)數(shù)。

2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述油品按性質(zhì)分成汽油、柴油、潤(rùn)滑油、渣油或原油。

3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)所述油品為汽油或柴油時(shí)，測(cè)定近紅外光譜選取的光譜范圍為10000～4000cm^-1。