一種利用中紅外光譜技術測定發動機燃料質量指標的方法
2023-11-12 05:43:22
專利名稱：一種利用中紅外光譜技術測定發動機燃料質量指標的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用中紅外光譜技術測定發動機燃料質量指標的方法，具體地說，涉及一種採用中紅外光譜技術，結合資料庫技術快速測定柴油、汽油和噴氣燃料的各質量指標的方法。
背景技術：
發動機用途不同，導致其發動機燃料種類繁多。例如，柴油發動機使用柴油動力燃料、汽油發動機使用汽油動力燃料，飛機發動機使用噴氣燃料。發動機燃料質量直接關係發動機工況。若使用質量不合格燃料，發動機工作異常，甚至導致發動機故障，因此需要嚴格監控燃料質量。目前，發動機燃料質量指標的檢測主要採用以下模式從加油站採集燃料樣品，然後送往質量檢測部門採用標準方法測定各質量指標，然後再將結果反饋相關執法部門。該模式存在檢測周期長，成本高，不利於對燃料質量監控。目前，依然存在燃料質量以次充好，以假充優等現象。為此，迫切需要燃料質量快速分析技術，能夠現場抽查燃料質量， 提高燃料質量監督能力。由於近紅外光譜技術具有快速、多性質分析以及適合在線無損分析特點，目前已越來越多的應用於石化行業，在燃料質量檢測和打假方面具有不可替代的作用。由於近紅外光譜屬於分子振動光譜，波長範圍為700-2500nm，為分子倍頻和組合頻吸收，峰形為寬峰；特徵性弱，只對X-H基團(X為C、0等)有吸收；信號弱，抗幹擾能力強。正是由於近紅外光譜具有上述特點，所以必須藉助現代的化學計量學和計算機技術，近紅外光譜技術才能很好的應用。隨著化學計量學和計算機的迅猛發展以及近紅外光譜儀器環境適應能力強，價格便宜，推動了近紅外光譜技術迅猛發展，現已成為烴類(C-H)燃料質量快速檢測和在線過程監控技術。中紅外光譜也屬於屬於分子振動光譜，為分子振動的基頻吸收，波數範圍為 400-4000^1 (波長為2. 5微米 25微米)。從其定義來看，中紅外光譜與近紅外光譜只是波長範圍。從其產生的本質來看，可以很好的發現二者光譜形貌特徵有明顯區別，從而導致最終所採用的技術和應用領域有很大的區別。與近紅外光譜相比，中紅外光譜峰形為尖峰，特徵性強，各類官能團(包括X-H和其它非X-H官能團)均有明顯的吸收；信號強，微量組分或添加劑均有吸收，所以中紅外光譜技術主要用於分析化學領域的未知物質官能團鑑定，屬於「四大譜」之一，用於未知物質化學結構鑑定。由於中紅外光譜儀器的環境適應能力弱，儀器昂貴，所以該技術目前還很難用於石化行業的質量檢測和種類識別。從理論上分析，中紅外光譜不僅對燃料主要烴類組成有吸收，而且對少量非烴類組分以及微量添加劑組分均有響應，所以如果中紅外光譜技術與化學計量學技術結合，將會實現近紅外光譜技術所不能實現的功能，比如錳型添加劑含量測定。本發明利用中紅外光譜技術，結合資料庫技術，快速測定燃料質量指標，提高燃料監控能力
發明內容
本發所要解決的技術問題是提供一種利用中紅外光譜技術測定發動機燃料質量指標的方法，該方法採用中紅外光譜技術，結合資料庫技術，操作簡便，能夠快速檢測柴油、 汽油和噴氣燃料的質量指標。本發明提供的技術方案是一種利用中紅外光譜技術測定發動機燃料質量指標的方法，該方法包括如下步驟第一步，收集一定數量的發動機燃料樣品作為資料庫樣品；第二步，測定資料庫樣品的中紅外吸收光譜；第三步，按照標準方法測定資料庫樣品的質量指標；第四步，將樣品的中紅外光譜與質量指標組合起來，構建定量資料庫；第五步，對於未知燃料質量指標的檢測，首先測定其紅外光譜，然後將紅外光譜數據引入第四步建立的資料庫中，由計算機自動從所述資料庫中選擇與未知樣品紅外光譜相近的樣本，並利用其對應的質量指標進行擬合計算，求得未知燃料各質量指標。所述第二步紅外光譜測定方式為透射方式。所述第三步定量資料庫構建過程如下將樣品質量指標數據矩陣Y，並列在中紅外光譜數據矩陣X中，組成新的資料庫矩陣Z，即
權利要求
1.一種利用中紅外光譜技術測定發動機燃料質量指標的方法，包括如下步驟 第一步，收集一定數量的發動機燃料樣品作為資料庫樣品；第二步，測定資料庫樣品的中紅外吸收光譜； 第三步，按照標準方法測定資料庫樣品的質量指標； 第四步，將樣品的中紅外光譜與質量指標組合起來，構建定量資料庫； 第五步，對於未知燃料質量指標的檢測，首先測定其紅外光譜，然後將紅外光譜數據引入第四步建立的資料庫中，由計算機自動從所述資料庫中選擇與未知樣品紅外光譜相近的樣本，並利用其對應的質量指標進行擬合計算，求得未知燃料各質量指標。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第二步紅外光譜測定方式為透射方式。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第三步定量資料庫構建過程如下將樣品質量指標數據矩陣Y，並列在中紅外光譜數據矩陣X中，組成新的資料庫矩陣Z，即
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第五步的擬合計算過程如下 (1)計算未知樣品與資料庫中所有樣品的相關係數CR Σ(為-AlXAj -Α；)
5.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於第四步所述質量指標包括汽油的RON、 Μ0Ν、抗爆指數、10%蒸發溫度、50%蒸發溫度、90%蒸發溫度、終餾點、飽和蒸汽壓、苯含量、 芳烴含量、烯烴含量、飽和烴含量、氧含量、錳含量和硫含量；柴油的十六烷值、凝點、閃點、 密度、運動黏度、10%餾出溫度、50%餾出溫度、90%餾出溫度和95%餾出溫度；噴氣燃料的冰點、閃點、密度、初餾點、10 %餾出溫度、20 %溜出溫度、50 %餾出溫度、90 %餾出溫度、 終餾點和運動黏度。
全文摘要
本發明公開了一種利用中紅外光譜技術測定發動機燃料質量指標的方法，該方法步驟包括收集具有一定數量的燃料樣品作為資料庫樣品；測定資料庫樣品的中紅外吸收光譜以及質量指標，並建立燃料定量資料庫；對於未知燃料樣品質量指標檢測，用戶首先測定其紅外吸收光譜，然後由計算機將該光譜數據引入資料庫中，自動從資料庫中選擇與未知樣品紅外光譜相近樣本進行擬合計算，求得各質量指標。本發明方法可通過一張紅外光譜，快速測定汽油、柴油、噴氣燃料的各個質量指標，可以用於野外，現場測定燃料質量，確保安全正常用油；也可以用於質量監督部門，現場抽檢燃料質量，提高燃料質量監控能力，避免使用不合格燃料帶來的損失。
文檔編號G01N21/35GK102323235SQ201110139718
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者任連嶺, 周友傑, 安高軍, 熊春華, 田高友, 褚小立, 魯長波 申請人:中國人民解放軍總後勤部油料研究所