第30卷，第8期 2010年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30.No.8.pp2111-2114
August,2010
基于可见-近红外光谱技术的润滑油含水量无损检测方法研究
可勇1，
张瑜1,2，蒋璐璐”，吴迪，谈黎虹，何
1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州310029 2.浙江经济职业技术学院，浙江杭州310018
摘要研究了基于可见-近红外光谱技术的发动机润滑油含水量快速检测方法。在获取光谱信息的基础上，提出了采用不同的光谱建模方法以提高检测精度和简化分析计算。分别采用主成分分析（PCA)和连续投影算法（SPA)方法进行模型输人变量的提取。SPA最终选择了476，483，544，925，933，938，952，970 和974nm共9个波长为最优变量。基于SPA选择的变量，分别应用偏最小二乘回归(PLSR)和多元线性回归(MLR)建模。效果均优于全波段PLSR模型和PCA-PLSR模型。说明SPA选择的有效变量能够包含最重要的全波段光谱信息，同时可以去除无用的信息变量。为了进一步提高检测效果，采用LSSVM分别基于 SPA选择后的有效变量和全波段光谱进行建模。两个模型的预测确定系数（R)均在0.9以上，SPA-LS SVM的效果要优于全波段LS-SVM模型的效果。SPA-LS-SVM模型的R,达到了0.983，剩余预测偏差(RPD)值为6.963，表明可见-近红外光谱可以用于发动机润滑油含水量的检测。
中图分类号：TP391；Tk418
引言
文献标识码：A
发动机润滑油中的水分含量对于发动机润滑油的性能有很大的影响。发动机润滑油系统中，水分是最大的污染物。因为水可以使润滑油乳化、使添加剂分解、促进油品的氧化及增强低分子有机酸对机碱的蚀，影时油品低温流动性。随若汽车发动机使用时间延长，润滑油中的水分会逐渐增加。由于曲轴箱密封不严进人的明水或由于曲轴箱呼吸进入的凝析水，也有可能是维修过程或曲轴箱本身不洁所造成。特别是发动机的工作温度往往高达100℃左右，水分受热蒸发，易产生气阻，影响润滑油的流动。通过测定润滑油的含水量，可以间接判断油品的使用状况，以及为合理地确定汽车保养时间（即换油期)，提高油品利用率和判断发动机的润滑系统正常运行提供依据。
传统的润滑油掺水量检测不仪检测周期长、成本高、程序繁琐、而且过分依赖实验人员获得和处理实验数据，不能实时地反映润滑油的掺水量，因此，需要一种可以快速检测润滑油水最的方法。
可见-近红外光谱法是一种简便快速非破坏性的分析方收稿日期：2009-12-02，修订日期：2010-03-06
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2010)082111-04
法，被广泛应用于食品、医药、石油化工等行业)，如用于苹果()、果汁(3)、酸奶和药品($等。在石油化T领域，近红外光谱技术已应用于汽油、柴油的测试及其成分的定量分析与研究")。对润滑油的研究基本集中在品牌器别、粘度检测等方面，对润滑油水分的检测还没有相关报道。
近红外光谱主要是倍频和合赖的吸收，光谱信息重叠严重，因此可见-近红外光谱技术必须从纷繁复杂的光谱信息中提取出有用信息，别除完余信息，建立化学计量学模型。在进行建模分析时，由于全波段光诺包含数百个光谱变量会影响模型的建立，因此需要减少模型的输人变基个数，提高模型校正的速度和建模效率。
本研究采用可见-近红外光谐技术对发动机润滑油含水量进行检测。分别通过主成分分析(principalcomponentanal-ysis，PCA）和连续投影算法（succesiveprojections algo rithm，SPA)两种方法，用于减少模型的输人变量个数。同时果用偏最小二乘同归（partialleastsquareregression，PLSR）和最小二乘支持向量机（leastsquare-supportvectormachine， LS-SVM)建立光谱检测模型。实现发动机润滑油含水量的快速检测。
基金项目：国家"十一五"科技支撑项H(2006BAD10A0403)和浙江省教育厅科技项目(20071275)资助
作者简介：张瑜，女，1977年生，浙江经济职业技术学院讲师
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