第31卷，第10期 2011年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 31, No. 10,pp2747-2752
October,2011
一种基于拉曼光谱的石油产品快速分类方法
李晟，戴连奎”
浙江大学工业控制技术国家重点实验室，浙江杭州310027
摘要提出了一种基于拉曼光谱的石油产品快速分类方法。首先，利用经过谱图预处理的石油产品训练样本拉曼谱图构建模型知识库，计算各类别的特征拉曼谱图和类内值；其次，将石油产品测试样本的拉受谱图经过相同的预处理，再计算其与各类别特征拉曼谱图的线性相关系数，若最大相关系数大于或等于最大相关系数对应类别的类内阔值，则该样本属于此类别。针对7类96个取白不同炼厂不同批次的石油产品样本和4个未知类别样本的分类测试表明：该方法可正确地对常用的石油产品样本进行分类，也可判断未知样本的存在。该方法概念简单清晰，无需人为干涉，不存在复杂的数学运算，便于实际应用中的程序实现。
关键调拉曼光谱；石油产品；快速分类；相关分析
DOI; 10, 3964/j. issn. 1000-0593(2011)10-274706
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
石油产品的分类或指标的预测。Kim等[3]利用principalcom ponentanalysis(PCA)和贝叶斯分类原理建立了基于近红外光谐的石油产品分类器；Balabin等[45)将不同产地不同种类
石油产品由原油经过不同的处理流程和各种物理化学反应得到，种类繁多，化学组成也各不相同。常见的石油产品有：汽油、柴油、煤油、轻质石脑油和润滑油等等。石油产品的快速分类有着十分重要的意义。例如，在油品长距离传输时，为节约建设成本，往往在一条管线上传输各种不同的石油产品，实时地监控管线中石油产品种类以避免错误的传输和不必要的过量传输非常重要。
在传统的石油产品分类的方法中，最直接的方法是根据石油产品的物理性质状态，如气味、颜色、密度、固液状态等等区分，这类方法不可避免地会产生分类错误和不可分的情况。超声波、电导率测量技术也被用来区分石油产品，但是具有相向超声波传导速度或电导率的石油产品仍然不一定是同种石油产品。上述方法的缺陷在于它们都不能从本质上反映不同石油产品的化学组成。
光谱分析技术可以在谱图上直接体现物质化学组成信息。自上20世纪90年代以来，在激光、光纤、微电子、计算机技术和化学计量学发展的推动下，光谱分析技术广泛应用于农业、纺织、制药和石油化工等领域[.]，
在众多的光谱分析技术中，近红外光谱的应用最为广泛，近红外光谱技术结合一定的化学计量学方法即可实现对收稿日期：2011-01-16，修订日期：2011-05-20
基金项目：国家(863计划)项日（(2009AA04Z123)资助
作者简介：李最，1985年生，浙江大学控制系博士研究生
.通讯联系人
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万方数据
的汽油样本的近红外谱图作为数据源，在特征提取后使用多种分类方法对这些汽油样本进行分类，并对分类结果进行比较分析。国内，张其可等(6]针对不同产地批次牌号的汽油样本近红外谱图，提出了合理的定性和定量分析方法。然而，上述的分类均存在一些分类错误。从机理角度分析，这是由于光在不间油品的近红外波段的选择性吸收的确存在差别，但是幅度不大，容易受到噪声或其他未知因索的干扰。
拉受光谱法是另一种有效的检测手段，其对基团和化学键的体现较近红外光谱更加丰富，差异度更大，适合用于石油产品这类有多种烃类组成的复杂混合物的分类。Cooper 等(7司已经利用拉曼光谱技术进行了石油产品某些指标的定量分析。我们也将45个汽油拉曼谱图样本，利用PCA类中心最小距离法，实现了无错分的牌号分类。可以说，利用拉曼光讲技术对石油产品种类进行分类也是可行的。
本研究针对石油产品的分类间题，提出了一种基于拉曼光谱的快速分类方法。该方法将经过谱图预处理的各类石油产品拉整谱图与模型库中各类的特征谱图进行线性相关分析，根据最大相关系数是否超过对应类别的类内阔值决定石油产品类别，同时也可对未知石油产品样本给出合理的判断。该方法简单，无需复杂运算，大大节约了模型计算的时
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