一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法技术

本发明专利技术公开了一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，包括：(1)分别配置含有预设甲醇浓度的甲醇汽油样本以及预设乙醇浓度的乙醇汽油样本；(2)采用红外光谱仪对各个样本进行分析，获取各个样本的红外光谱仪信息；(3)对红外光谱仪信息进行预处理；(4)采用主成分分析和/或偏最小二乘判别法，建立甲醇汽油和乙醇汽油判别模型；以及根据甲醇汽油样本的光谱图和乙醇汽油样本的光谱图建立同时适用于甲醇汽油和乙醇汽油的醇类汽油醇含量检测的通用模型；(5)获取待检测汽油的红外光谱仪信息，并输入至所述判别模型以及所述通用模型中，以获得检测汽油的判别以及相应的含量。本发明专利技术能够快速准确的实现醇类类型的判别以及醇含量的测定。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法
本专利技术涉及化学检测
，特别是涉及一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法。
技术介绍
随着国家汽车工业的发展、石油消耗量越来越大，其储量减少并伴随着汽油燃烧对环境的污染，汽油和柴油等传统燃料的使用面临着巨大挑战，由于甲醇汽油和乙醇汽油具有清洁可再生的优点，使得甲醇汽油、乙醇汽油成为一种可替代的能源，受到了越来越多的重视。甲醇汽油和乙醇汽油的使用可以提高汽油的含氧量，使得汽油能够充分燃烧，并且能够有效的降低一氧化碳和有毒气体的排放。目前市场上的低浓度的甲醇汽油、乙醇汽油可以直接替代汽油进行使用，例如M15汽油，其中的甲醇的含量为15％，当比例达到85％以上，则称为高浓度甲醇汽油。甲醇汽油和乙醇汽油虽然都能作为燃料，但是由于甲醇和乙醇的理化性质并不完全相同，配制而成的甲醇汽油和乙醇汽油也存在很多不同的特性，例如，相对于乙醇汽油，甲醇汽油的热量值高，作为燃料汽车的动力更足，但是甲醇具有腐蚀性，乙醇汽油热量值较低于无铅汽油，但是乙醇汽油相对于甲醇汽油更加稳定，因此对于一种醇类汽油，判定其类型显得非常重要。此外，甲醇汽油、乙醇汽油作为燃料也存在一些不足，比如甲醇、乙醇汽油的热值较低，当掺入过量时会导致发动机动力不足，此外，过量的甲醇、乙醇燃烧容易产生气阻，影响系统供油，从而对发动机的气密性产生不良影响，所以汽油中甲醇、乙醇的含量是汽油品质的一个重要的衡量指标，不同的甲醇汽油和乙醇汽油对其醇的含量有着不同的规定，因此寻找一种高效的准确的方法来快速判定醇类汽油的类型和测定其含量显得尤为重要。但现有技术中，只能分开检测甲醇汽油或者乙醇汽油含量，且不存在高效、准确的甲醇汽油乙醇汽油判别方法。
技术实现思路
鉴于上述状况，本专利技术的目的在于提供一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，以解决上述现有技术中的问题。一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，包括以下步骤：(1)分别配置含有预设甲醇浓度的甲醇汽油样本以及预设乙醇浓度的乙醇汽油样本；(2)采用红外光谱仪对各个样本进行分析，获取各个样本的红外光谱仪信息；(3)对红外光谱仪信息进行预处理；(4)采用主成分分析和/或偏最小二乘判别法，建立甲醇汽油和乙醇汽油判别模型；以及根据甲醇汽油样本的光谱图和乙醇汽油样本的光谱图建立同时适用于甲醇汽油和乙醇汽油的醇类汽油醇含量检测的通用模型；(5)获取待检测汽油的红外光谱仪信息，并输入至所述判别模型以及所述通用模型中，以获得检测汽油的判别以及相应的含量。与现有技术相比，根据本专利技术提供的甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，首先配置预设甲醇浓度的甲醇汽油样本以及预设乙醇浓度的乙醇汽油样本，采用红外光谱技术对各个样本分析，获得红外光谱仪信息，然后主成分分析和/或偏最小二乘判别法，建立甲醇汽油和乙醇汽油判别模型；以及根据甲醇汽油样本的光谱图和乙醇汽油样本的光谱图建立同时适用于甲醇汽油和乙醇汽油的醇类汽油醇含量检测的通用模型，能够同时实现待检测汽油的醇类类型的判别以及相应的醇含量测定，实际测试表明，醇类类型的判别准确度较高，醇含量测量灵敏，且该方法操作简便，具有很强的实用性。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(1)中甲醇汽油样本的甲醇的浓度范围为0.6％～18.6％，乙醇醇汽油样本的乙醇的浓度范围为0.6％～18.6％。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(1)中甲醇汽油样本的甲醇的浓度梯度间隔为0.6％，乙醇汽油样本的乙醇的浓度梯度间隔为0.6％。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(2)具体包括：采用傅立叶变换红外光谱仪，通过OPUS光谱采集软件配套使用，测试环境温度为25℃，湿度调到50％以下，光谱仪的扫描范围为：4000cm-1～600cm-1，分辨率高于0.85cm-1，扫描时间设置为32s，开机后预热30min后，再使用光谱仪进行测试，样本测定采用水平衰减全反射附件，该水平衰减全反射附件包括硒化锌晶体片，甲醇汽油样本、乙醇汽油样本每次采集光谱时，取1mL溶液均匀滴在硒化锌晶体片上，关紧仪器舱门，进行光谱采集，其中，数据处理在Unscrambler化学计量学分析软件中进行，所有程序均在MATLABR2012a中编辑与运行。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(3)包括：采用平滑、多元散射校正、基线校正、归一化分别对采集的红外光谱信息进行预处理处理；分别建立偏最小二乘模型，并通过建立的偏最小二乘模型对预处理的效果进行评价，以获取最佳预处理方法。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(3)具体包括：将样本分为建模集和预测集，所述建模集和所述预测集的数量比约为3:1，所述建模集用于建立模型，所述验证集用于对模型的验证；采用平滑、多元散射校正、基线校正、归一化对采集到的红外光谱信息进行预处理；分别建立偏最小二乘模型，并通过建立的偏最小二乘模型对预处理的效果进行评价，以获取最佳预处理方法，其中，采用预测相关系数和预测均方根误差作为模型的评价指标。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(4)中建立的同时适用于甲醇汽油和乙醇汽油的醇类汽油醇含量检测的通用模型为偏最小二乘模型或主成分回归或最小二乘支持向量机模型。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(4)之前，所述方法还包括：对预处理后的红外光谱仪信息采无信息变量消除法进行波段筛选。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(4)中，建立的甲醇汽油和乙醇汽油判别模型的主成分因子数为6。此外，上述甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其中，所述步骤(5)具体包括：通过甲醇汽油和乙醇汽油判别模型回归计算获得回归系数，将回归系数与光谱变量通过加权求和再加上截距，以获得醇类汽油的定性判别模型的类别值，获取待检测汽油的样本类别值，并将该样本类别值与判别模型中的阈值进行比较，以判别待检测汽油为甲醇汽油还是乙醇汽油。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为无水甲醇样本的红外原始光谱图；图2为无水乙醇样本的红外原始光谱图；图3为没有添加醇的汽油红外原始光谱图；图4为甲醇汽油和乙醇汽油的红外原始光谱图；图5为全谱范围内采用UVE方法进行处理的示意图；图6为主成分得分散点图；图7为醇类汽油醇含量的主成分因子数决定图；图8为样本醇类含量回归系数曲线图；图9为DPLS校正集的模型回归图；图10为DPLS预测集的模型回归图；图11为醇类含量建模和预测集均方根误差随主成分因子数变化曲线图；图12为PLS预测醇类含量的散点图；图13为PCR预测醇类汽油醇含量的散点图；图14为LSSVM预测醇类汽油醇含量的散点图。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别配置含有预设甲醇浓度的甲醇汽油样本以及预设乙醇浓度的乙醇汽油样本；(2)采用红外光谱仪对各个样本进行分析，获取各个样本的红外光谱仪信息；(3)对红外光谱仪信息进行预处理；(4)采用主成分分析和/或偏最小二乘判别法，建立甲醇汽油和乙醇汽油判别模型；以及根据甲醇汽油样本的光谱图和乙醇汽油样本的光谱图建立同时适用于甲醇汽油和乙醇汽油的醇类汽油醇含量检测的通用模型；(5)获取待检测汽油的红外光谱仪信息，并输入至所述判别模型以及所述通用模型中，以获得检测汽油的判别以及相应的含量。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别配置含有预设甲醇浓度的甲醇汽油样本以及预设乙醇浓度的乙醇汽油样本；(2)采用红外光谱仪对各个样本进行分析，获取各个样本的红外光谱仪信息；(3)对红外光谱仪信息进行预处理；(4)采用主成分分析和/或偏最小二乘判别法，建立甲醇汽油和乙醇汽油判别模型；以及根据甲醇汽油样本的光谱图和乙醇汽油样本的光谱图建立同时适用于甲醇汽油和乙醇汽油的醇类汽油醇含量检测的通用模型；(5)获取待检测汽油的红外光谱仪信息，并输入至所述判别模型以及所述通用模型中，以获得检测汽油的判别以及相应的含量。2.根据权利要求1所述的甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其特征在于，所述步骤(1)中甲醇汽油样本的甲醇的浓度范围为0.6％～18.6％，乙醇醇汽油样本的乙醇的浓度范围为0.6％～18.6％。3.根据权利要求2所述的甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其特征在于，所述步骤(1)中甲醇汽油样本的甲醇的浓度梯度间隔为0.6％，乙醇汽油样本的乙醇的浓度梯度间隔为0.6％。4.根据权利要求2所述的甲醇汽油乙醇汽油判别及含量测定方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：采用傅立叶变换红外光谱仪，通过OPUS光谱采集软件配套使用，测试环境温度为25℃，湿度调到50％以下，光谱仪的扫描范围为：4000cm-1～600cm-1，分辨率高于0.85cm-1，扫描时间设置为32s，开机后预热30min后，再使用光谱仪进行测试，样本测定采用水平衰减全反射附件，该水平衰减全反射附件包括硒化锌晶体片，甲醇汽油样本、乙醇汽油样本每次采集光谱时，取1mL溶液均匀滴在硒化锌晶体片上，关紧仪器舱门，进行光谱采集，其中，数据处理在Unscrambler化学计量学分析软件中进行，所有程序均在MATLABR2012a中编辑与运行。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，刘燕德，孙旭东，欧阳爱国，姜小刚，李斌，吴建，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36