[發明專利]一種煉化企業原油含水率的近紅外光譜分析方法

在審

• 申請號: 202110769666.3
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113533248A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 陳夕松;童宗歌;胡云云;吳滬寧;梅彬
• 申請（專利權）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3577
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 劉暢;夏平

1.一種煉化企業原油含水率的近紅外光譜分析方法，其特征在于具有以下步驟：

(1)選取煉化企業m個純原油樣本，制作標準原油含水率呈梯度的含水樣品；測量純原油樣本和含水樣品的近紅外光譜，含水樣品近紅外光譜向量中波數在4700～5000cm^-1的部分作為標準原油光譜向量組X_pre，基于含水樣品同純原油樣本的光譜向量的向量差建立含水率梯度模型M₁；

(2)測量待測含水原油的近紅外光譜向量，取待測原油光譜中波數在4700～5000cm^-1的部分作為光譜向量y_pre；對待測含水原油和標準原油光譜向量中波數在4000～4800cm^-1的部分進行預處理，得到預處理后的待測原油光譜向量y_aft和標準原油光譜向量組X_aft；

(3)計算向量組X_aft與向量y_aft的距離，取距離最近的i個標準原油光譜向量作為基礎原油光譜向量組Z；

(4)選取向量組Z中的任意f個向量進行組合，將組合的標準原油序號記作向量index，統計所有的組合，得到序號向量組INDEX和組合總數k；

(5)使用INDEX中序號對應的標準原油光譜向量來線性表示向量y_aft，得到表示系數向量組C和虛擬原油光譜向量組Z_xn，將向量組Z_xn添加到向量組Z中；

(6)計算向量組Z與向量y_aft距離，得到距離最近向量z_aft，根據向量z_aft對應的表示系數c和組成z_aft的標準原油光譜向量構建含水率梯度模型M₂和預處理前的距離最近向量z_pre；

(7)計算向量y_pre和向量z_pre的向量差，在含水率梯度模型M₂中找出與該向量差距離最近的梯度，該梯度對應含水率則為待測原油的含水率。

2.根據權利要求1所述的一種煉化企業原油含水率的近紅外光譜分析方法，其特征在于建立含水率梯度模型M₁的具體步驟如下：

(1-1)制作標準原油含水率從0.5％～5％、間隔為0.5％的含水樣品，分別測量樣品的近紅外光譜；

(1-2)取波數在4700～5000cm^-1的部分計算含水原油光譜和標準原油光譜的向量差S：

s_1W0.5＝x_1W0.5-x₁

s_mW5＝x_mW5-x_m

其中x_1W0.5表示第1種含水原油光譜，含水率為0.5％，x₁表示第1種純原油光譜，s_1W0.5是第1種含水率0.5％的原油光譜與純原油光譜的向量差，WD₁是第1種標準原油的含水率梯度表，其余類推；

(1-3)構建含水率梯度模型M₁如下：

w＝[0,0.5,…,5]^T

M₁＝[w S]。

3.根據權利要求1所述的一種煉化企業原油含水率的近紅外光譜分析方法，其特征在于預處理方法步驟(2)中采用一階Savitzky-Golay卷積求導。

4.根據權利要求1所述的一種煉化企業原油含水率的近紅外光譜分析方法，其特征在于步驟(3)中按照以下方式計算光譜向量之間的距離：

其中a(a₁,a₂,...,a_n)，b(b₁,b₂,...,b_n)是兩個光譜向量，n是光譜采樣點個數，d是光譜向量的歐幾里得距離。