一种基于拉曼-近红外光谱融合技术快速检测甲醇汽油甲醇含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于拉曼‑近红外光谱融合技术快速检测甲醇汽油甲醇含量的方法，该方法利用激光拉曼光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对若干甲醇汽油样品进行光谱数据采集，将获得的甲醇汽油样品拉曼光谱与近红外光谱采用归一化方法处理后进行光谱数据融合，将融合后的光谱采用小波变换进行预处理，然后将经过小波变换预处理后的光谱数据以2：1的比例划分为校正集和预测集，采用五折交叉验证对校正集光谱进行计算，寻找模型最优潜变量，然后以此建立偏最小二乘校正模型，用于预测集甲醇汽油样品中甲醇含量的预测。本发明专利技术为甲醇汽油品质检测提供有力的理论基础以及技术支持，同时，也为石油化工领域其他指标的分析检测提供一定的技术参考。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉曼-近红外光谱融合技术快速检测甲醇汽油甲醇含量的方法
本专利技术属于光谱分析
，具体涉及一种基于拉曼-近红外光谱融合技术快速检测甲醇汽油甲醇含量的方法。
技术介绍
随着汽车产业的飞速发展，对于化石燃料的需求量日益增加。甲醇汽油是一种将甲醇与传统汽油以一定的比例进行掺混而形成的新型燃料。相较于传统汽油，甲醇汽油具有多方面的优势，例如，高辛烷值、尾气排放量少、价格便宜、无需对发动机进行改造等。但是，甲醇的热值约为传统汽油的一半，而且甲醇的热稳定性较差，因而，过量的甲醇掺入将会导致甲醇汽油品质变差，不适合于传统汽车使用；过低的甲醇掺入将无法体现出甲醇汽油良好的抗爆性以及较低的成本。由此可见，甲醇含量是甲醇汽油品质的一个关键性指标。因此急需建立一种甲醇汽油中甲醇含量的快速定量分析方法。目前，应用于甲醇汽油中甲醇含量检测的方法主要以色谱法、质谱法、气-质(液-质)联用法等为主，应用这些方法可以实现对甲醇汽油中甲醇含量的定量分析，但是其存在着样品前处理复杂、检测耗时长等不足之处，因而无法满足实时在线分析的要求。拉曼光谱是一种散射光谱，使用其对样品分子进行检测可以得到样品分子转动或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拉曼‑近红外光谱融合技术快速检测甲醇汽油甲醇含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用激光拉曼光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪分别对甲醇、汽油和若干含有不同预设体积分数甲醇的甲醇‑汽油混合物样本进行光谱数据采集；步骤二、激光拉曼光谱仪采集的拉曼光谱数据和傅里叶变换红外光谱仪采集的近红外光谱数据采用归一化方法进行处理，将处理后的数据进行融合；步骤三、将融合后的数据采用小波变换进行预处理；步骤四、将经过预处理的数据划分为校正集和预测集，采用校正集作为输入变量构建偏最小二乘校正模型，并对小波变换进行优化，对小波变换进行优化时，优化小波变换的小波基函数和小波分解层数；步骤五、将经过优化...

【技术特征摘要】
1.一种基于拉曼-近红外光谱融合技术快速检测甲醇汽油甲醇含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用激光拉曼光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪分别对甲醇、汽油和若干含有不同预设体积分数甲醇的甲醇-汽油混合物样本进行光谱数据采集；步骤二、激光拉曼光谱仪采集的拉曼光谱数据和傅里叶变换红外光谱仪采集的近红外光谱数据采用归一化方法进行处理，将处理后的数据进行融合；步骤三、将融合后的数据采用小波变换进行预处理；步骤四、将经过预处理的数据划分为校正集和预测集，采用校正集作为输入变量构建偏最小二乘校正模型，并对小波变换进行优化，对小波变换进行优化时，优化小波变换的小波基函数和小波分解层数；步骤五、将经过优化的小波变换处理后的数据作为输入变量构建偏最小二乘校正模型，采用五折交叉验证计算获得偏最小二乘模型的最优潜变量；步骤六、利用步骤五中得到的偏最小二乘模型的最优潜变量建立基于拉曼-近红外光谱数据融合的偏最小二乘校正模型，利用偏最小二乘校正模型预测步骤五中预测集的甲醇-汽油混合物样本的甲醇含量，实现对偏最小二乘校正模型的训练；步骤七、对于待测甲醇含量的甲醇汽油，先进行步骤一至步骤三，然后将得到的数据输入步骤六得到的偏最小二乘校正模型，得到甲醇含量。2.根据权利要求1所述的一种基于拉曼-近红外光谱融合技术快速检测甲醇汽油甲醇含量的方法，其特征在于，步骤三中，采用小波变换对融合后的数据进行预处理时，采用的小波基函数为db1、db2、db3、db4或db5，小波分解层数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，李茂刚，薛佳，陈博阳，杜瑶，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61