一种太赫兹光谱对成品油及混油的成分和混合比例的分析方法，所述方法包括以下步骤：获取太赫兹频率范围，并求解出多次测量的nsi(1THz)随测量时间变化的信号sn(t)；根据所述信号sn(t)确定混油在测量时间中出现的时间段t1~t2；分别求取在0~t1时间内和t2~tend时间内管道顺序输送中的成品油种类；在所述太赫兹频率范围内，对t1~t2时间内出现的测量次序对应的吸收系数αsi(w)进行最小二乘拟合，求解对应混油中两种成品油各自体积百分比。通过本方法决策出的两种混合油品的种类的结果稳定准确、误判率低，通过最小二乘拟合出的混合比例与实际混合比例误差平均为4.3%，能够对成品油管道顺序传输中混油区进行精确的切割和划分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对成品油和混油的分析，特别涉及一种。
技术介绍
成品油在管道输送中采用顺序输送的方式，即在一条管道内，按一定的批量和次序输送不同种类的油品。由于流速变化、粘度差异、密度和变管径等因素的影响，在管道中，两种相邻输送的油品会发生混合，形成混油。形成的混油在物理和化学性质上不同于混合前的两种油，因而不能作为合格的成品油使用。混油不仅造成了成品油的损耗，产生经济损失，而且降低了油品的质量，容易给工业和生活造成安全事故。因此，必须寻找一种能够分析和识别出混合油中的两种油品的种类以及混合比例的方法，从而对顺序输送中管道内的混油区进行精确的切割和划分。传统的光学检测办法是利用红外光谱技术测量油品在近红外、中红外光谱范围的吸收光谱，其检测时间过长无法满足石油管道在线检测的需求。与红外光谱技术相比，太赫兹光谱技术具有优越性:首先，太赫兹光谱的典型脉宽在皮秒量级，时间分辨率高；其次，有机分子的振动、转动能级均处于 太赫兹波段，因此利用太赫兹光谱能够获得被测油品更加丰富的化学信息，实现油品的特征识别；再次，太赫兹光子能量低(ITHZ处为4meV)，当太赫兹波穿过易燃的油品时不会造成危险；最后，太赫兹光谱具有很高的时间和空间相干性，信噪比大于IO4:1。通过对太赫兹检测所得的时域波形做傅里叶变换就可以得到频域光谱，进而得到油品的振幅和相位光谱数据，求解出被测油品的折射率、吸收系数等光学特征参数。根据求出的光学特征参数对被测油品进行分析和识别。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足:现有的对成品油及其混合油的太赫兹时域光谱分析均是在已知油品的种类的情况下进行的，无法完成对管道内顺序输送的两种未知油品混合油的在线识别和分析，不能为管道顺序输送的接收站提供管道内混油的准确信息，这必将降低成品油的质量，造成成品油的大量浪费，带来一定的经济损失。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，实现了对顺序输送的两种未知油品混合油的在线识别，提高了成品油的质量，减少了管道顺序输送中成品油的损耗，该方案具体为:—种，所述方法包括以下步骤:(I)获取太赫兹频率范围，并求解出多次测量的nsi (ITHz)随测量时间变化的信号Sn⑴；(2)根据所述信号Sn(t)确定混油在测量时间中出现的时间段t^t2 ;分别求取在(Tt1时间内和tftmd时间内管道顺序输送中的成品油种类；(3)在所述太赫兹频率范围内，对时间内出现的测量次序对应的吸收系数a si (w)进行最小二乘拟合，求解对应混油中两种成品油各自体积百分比。所述获取太赫兹频率范围，并求解出多次测量的IIsi(ITHz)随测量时间变化的信号具体为:I)分别获取通过装满样品比色皿的太赫兹时域波形S (t)和通过相同厚度的空比色皿的参考太赫兹时域波形R(t)，对预处理后的时域信号s' (t)和R' (t)做傅里叶变换，得到样品信号的傅里叶变换giw)和参考信号的傅里叶变换J，并将两者比值表示为振幅P (w)与相位乘积的形式；2)通过所述振幅P (W)与所述相位求解样品的折射率和吸收系数；3)获取第i次测量时油品的折射率nsi (w)和吸收系数a si (w)，并提取出第i次测量时油品的折射率在ITHz频率处的值nsi(lTHZ)；4)求解所述吸收系数Cisi(W)的区分度系数Aa，截取出八。变化值不超过预设值的所述太赫兹频率范围；5)在所述太赫兹频率范围内，求解出多次测量的Iisi(ITHz)随测量时间变化的信号Sn⑴。所述预处理具体为:截取出反射峰到达前的时域信号部分，并在截取的所述时域信号部分后边补零，得到预处理后的所述时域信号s’ (t)和R' (t)。所述在所述太赫兹频率范围内，求解出多次测量的nsi (ITHz)随测量时间变化的信号Sn (t)具体为: 利用测量次序和太赫兹时域光谱仪的测量时间间隔求解出测量时间，作为横轴，以折射率幅值为纵轴，建立笛卡尔坐标系；求解出多次测量的Hsi (ITHz)随测量时间变化的信号sn (t)。所述根据所述信号Sn(t)确定混油在测量时间中出现的时间段t^t2 ;分别求取在O'时间内和t2、md时间内管道顺序输送中的成品油种类具体为:I)将所述信号Sn(t)幅值第一次和最后一次出现大于预设值变化的起始时刻分别作为管道顺序输送中混油区到来的起始时刻h和混油区结束时刻t2 ；2)将在(Tt1时间内出现的测量次序对应的折射率取平均，得到将在t^tend时间内出现的测量次序对应的折射率取平均，得到〃63)在所述太赫兹频率范围内，求解(H，)与四种成品油折射率的残差值,最小残差值对应的成品油即为(Tt1时间内管道顺序输送中的成品油种类，同理，确定出在t2、end时间内管道顺序输送中的成品油种类。所述对t^t2时间内出现的测量次序对应的吸收系数a si (w)进行最小二乘拟合，求解对应混油中两种成品油各自体积百分比具体为:a si (w) =Ci a j (w) +φ a 2 (w)，i = I, 2, 3,..., ηη为在混油区所完成的所有测量次数，Ci1(W)和a 2 (W)分别为决策出的两种成品油的吸收系数，Ci和Cli分别为在第i次测量的混油中第一种成品油和第二种成品油的体积百分比。本专利技术提供的技术方案的有益效果是:本方法首先根据折射率决策出在混油区发生混合的两种成品油；再根据比尔-朗伯定律，通过最小二乘拟合，求解出两种成品油各自的体积比例。经过理论分析与实验验证，通过本方法决策出的两种混合油品的种类的结果稳定准确、误判率低，通过最小二乘拟合出的混合比例与实际混合比例误差平均为4.3%，能够对成品油管道顺序传输中混油区进行精确的切割和划分。附图说明图1为本专利技术提供的的流程图；图2为本专利技术提供的的另一流程图；图3为本专利技术提供的基于太赫兹时域光谱技术的在线混油区识别和分析的系统示意图；图4为本专利技术提供的成品油太赫兹时域波形s (t)和空样品池的参考波形R(t)；图5为本专利技术提供的成品油折射率ns9(l (w)、ns93 (w)、ns97 (w)和ns_1(l_ (w)曲线；图6为本专利技术提供的97#汽油和-10柴油11种混合比例混油的区分度系数A α的曲线图；图7为本专利技术提供的根据Aa截取出的所研究频率范围内97#汽油和-10柴油11种混合比例混油的吸收系数曲线分布图；图8为本专利技术提供的最小二乘拟合求解出的97#汽油体积比例曲线与理论曲线的分布图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。为了实现对顺序输送的两种未知油品混合油的在线识别，提高成品油的质量，减少管道顺序输送中成品油的损耗，参见图1，本专利技术实施例提供了一种，详见下文描述:实施例1101:获取太赫兹频率范围，并求解出多次测量的Iisi(ITHz)随测量时间变化的信号Sn⑴；102:根据信号Sn(t)确定混油在测量时间中出现的时间段ft2 ;分别求取在(Tt1时间内和tftmd时间内管道顺序输送中的成品油种类；103:在太赫兹频率范围内，对t:t2时间内出现的测量次序对应的吸收系数a si (w)进行最小二乘拟合，求解对应混油中两种成品油各自体积百分比。进一步地,步骤101具体为:I)分别获取通过装满样品比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太赫兹光谱对成品油及混油的成分和混合比例的分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）获取太赫兹频率范围，并求解出多次测量的nsi(1THz)随测量时间变化的信号sn(t)；（2）根据所述信号sn(t)确定混油在测量时间中出现的时间段t1~t2；分别求取在0~t1时间内和t2~tend时间内管道顺序输送中的成品油种类；（3）在所述太赫兹频率范围内，对t1~t2时间内出现的测量次序对应的吸收系数αsi(w)进行最小二乘拟合，求解对应混油中两种成品油各自体积百分比。
【技术特征摘要】
1.种太赫兹光谱对成品油及混油的成分和混合比例的分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (O获取太赫兹频率范围，并求解出多次测量的nsi(lTHz)随测量时间变化的信号Sn⑴； (2)根据所述信号Sn(t)确定混油在测量时间中出现的时间段t^t2;分别求取在(Tt1时间内和tftmd时间内管道顺序输送中的成品油种类； (3)在所述太赫兹频率范围内，对时间内出现的测量次序对应的吸收系数asi(w)进行最小二乘拟合，求解对应混油中两种成品油各自体积百分比。2.据权利要求1所述的一种太赫兹光谱对成品油及混油的成分和混合比例的分析方法，其特征在于，所述获取太赫兹频率范围，并求解出多次测量的nsi (ITHz)随测量时间变化的信号具体为: 1)分别获取通过装满样品比色皿的太赫兹时域波形S(t)和通过相同厚度的空比色皿的参考太赫兹时域波形R(t)，对预处理后的时域信号s' (t)和R' (t)做傅里叶变换后得到样品信号的傅里叶变换fjw)和参考信号的傅里叶变换&丨 .丨，并将两者比值表示为振幅P (W)与相位P(W)乘积的形式； 2)通过所述振幅P(w)与所述相位求解样品的折射率和吸收系数； 3)获取第i次测量时油品的折射率nsi(w)和吸收系数a si (W)，并提取出第i次测量时油品的折射率在ITHz频率处的值Iisi(ITHz)； 4)求解所述吸收系数Cisi(W)的区分度系数Aa，截取出Aa变化值不超过预设值的所述太赫兹频率范围； 5)在所述太赫兹频率范围内，求解出多次测量的nsi(lTHz)随测量时间变化的信号Sn⑴。3.据权利要求2所述的一种太赫兹光谱对成品油及混油的成分和混合比例的分析方法，其特征在于，所述预处理具体为: 截取出反射峰到达前的时域信号部分，并在截取的所述时域信号部分后边补零，得到预处理后的所述时域信号s' (...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，杨伟，李逸楠，曾周末，焦丽娟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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