第35卷，第6期 2015年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
拉曼光谱技术的汽油组分含量测定
张冰，邓之银，郑靖奎：王晓萍
Vol. 35,No. 6 -pp1577-1581
June,2015
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江大学光电信息工程学系，浙江杭州310027
摘要为实现汽油中所含组分含量的快速测定，对93号、97号汽油，芳烃、烯烃、苯、甲醇、乙醇等儿类有效波段提取、平滑去噪、基线扣除、数据归一化等一系列预处理过程，最终提取出每个汽油混合样品光谱中所含的33个特征峰信息，依据现行的国标检测方法，以气相色谱法测定的汽油中各组分含量值为基础，结合化学计量学多重回归分析方法，建立了汽油组分含量测定模型。经过比较，使用多输出最小二乘支持向量回归机(MLS-SVR)建立的模型优于偏最小二乘(PLS)模型。MLS-SVR模型对汽油中芳烃、烯烃、苯、甲醇、乙醇测定精度均较好，预测均方根误差（RMSEP)分别为0.27%，0.30%，0.16%，0.17%，0.12%；相应的相关系数（r)为0.9992，0.9984，0.9985，0.9926，0.9968。通过对未知混合汽油样品的测定，证明了该方法具有较好的推广预测精度，预测均方根误差不超过0.5%，能够满足工业中的测量需求。拉受光谱
结合多输出最小二乘支持向量机为汽油组分测定提供了一种高精确、快捷、方便的测定方法。关键词拉曼光谱；汽油组分；多输出最小二乘支持向量回归机
中图分类号：0657.37
引言
文献标识码：A
DOI : 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2015 )06-1577-05
时检测汽油中多种成分的方法被提出，但由于其检测设备品贵，在实际生产与检测过程中无法大量推广。近年来，振动光谱技术结合化学计量学方法，逐渐应用于汽油组分的分析
汽油是一种主要成分为C4～C12的烃类混合物，有烷烃、烯烃、芳香烃、苯等多种物质，我国目前实施的GB 17930一2013&车用汽油>国家标准中对各类物质的含量做了严格规定，其中芳烃含量不大于40%，烯烃含量不大于 30%，苯含量不大于1%。随着石油资源的危机，各个国家相继提出了醇类汽油，甲醇、乙醇的辛烷值较高，可以提高混合汽油的辛烷值，但其热值较低，在汽油中接入过量时容易产生气阻影响供油，也会影响汽车发动机的寿命。汽油中各组分的含量是汽油产品的重要指标，也是石油炼制过程中不可缺少的基础数据，因此在汽油生产、运输、储存、销售等过程中快速、准确地测定各组分含量是非常必要的，
对汽油组分的测定可依据国标方法GB/T11132一2008 液体石油产品烃类的测定荧光指示剂吸附法》和GB/T 28768一2012（车用汽油经类组成和含氧化合物的测定多维气相色谱法》，但是它们均属传统的化学检测方法，存在检测过程复杂、速度慢、有二次污染物等间题，无法满足现场检测要求。核磁共振技术（'HNMR)1.21曾作为一种可以同
收稿日期：2014-04-03，修订日期：2014-08-02
基金项目：国家自然科学基金重点项目(61036012)资助
领域，其中近红外光谱（INR)3.41和拉曼光谱（Raman）5-7等技术应用较广，另外也有傅里叶红外（FTIR)和傅里叶拉曼(FT-Raman）89技术，根据各种技术或理论分析模型，开展了相应研究，得到了较为满意的结果。但是上述几种光谱检测方法大都针对汽油族组成（饱和烃、烯烃和芳烃)3，或甲醇汀、乙醇、苯中的某一或几种成分进行检测分析，或者开展油品种类识别、牌号识别7、辛烷值测定等工作。
汽油中的主要成分芳烃、烯烃、苯等，主要官能团均为 C一H，而针对其中的C一C和C一C等官能团，其拉曼光谱均较强，可以准确地反映出汽油中碳氢化合物分子振动的信息，因此可以用于汽油中多个成分的定量检测。本研究采用拉曼光谱技术获取汽油和加入一定比例添加物的410个汽油混合物的光谱信息，提取混合油样拉受光谱的33个特征峰信息，分别利用多输出最小二乘支持向量回归机（multi-output least squares support vector regression , MLS-SV R)和偏最小二乘法（partialleastsquares，PLS）开展了同时检测汽油中芳烃、烯烃、苯、甲醇、乙醇等组分含量的研究工作，取
作者简介：张冰，1988年生，浙江大学光电信息工程学系博士研究生
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