測定瀝青中蠟含量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定瀝青中蠟含量的方法，該方法包括：測定待測瀝青樣本的近紅外光譜；對待測瀝青樣本的近紅外光譜進(jìn)行二階微分，然后執(zhí)行歸一化處理；利用預(yù)先建立的多個(gè)瀝青樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜和歸一化后的待測瀝青樣本的近紅外光譜計(jì)算待測瀝青樣本的擬合光譜，數(shù)據(jù)庫中的多個(gè)瀝青樣本各自的近紅外光譜與各自的瀝青蠟含量對應(yīng)；根據(jù)歸一化后的待測瀝青樣本的近紅外光譜和擬合光譜計(jì)算待測瀝青樣本擬合度；以及將擬合度與預(yù)設(shè)的閾值比較，在擬合度不小于閾值的情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中參與了擬合光譜的計(jì)算的瀝青樣本的近紅外光譜所對應(yīng)的瀝青蠟含量來計(jì)算待測瀝青樣本的蠟含量。通過該方法，能準(zhǔn)確快速地測定待測瀝青蠟含量。
【專利說明】測定瀝青中蠟含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測定浙青中蠟含量的方法，具體地，涉及一種利用近紅外光譜測定浙青中蠟含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蠟含量對浙青的性能影響較大，石油浙青中的蠟對浙青的延伸性、粘附性、熱穩(wěn)定性等路用性能有極不利的影響，因此蠟含量是道路石油浙青重要的技術(shù)指標(biāo)之一。
[0003]SH/T0425記載了測定浙青中蠟含量的標(biāo)準(zhǔn)方法，該方法是將浙青樣品裂解蒸餾后的餾出油溶解于乙醚乙醇混合溶劑，將-20°C下冷卻析出的蠟過濾，濾得的蠟用石油醚溶解，再蒸出溶劑并干燥，從而稱重得到蠟含量。但這種方法復(fù)雜耗時(shí)且污染環(huán)境。
[0004]近紅外光譜技術(shù)具有可多性質(zhì)同時(shí)測量以及適合在線無損分析等特點(diǎn)，目前已被越來越多地應(yīng)用到石化、農(nóng)業(yè)和制藥等領(lǐng)域，尤其是在過程分析方面發(fā)揮著積極的不可替代的作用。但是，這些技術(shù)都需要采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型，而所建的校正模型有特定的適用范圍，需要不斷對校正模型進(jìn)行擴(kuò)充更新。建立定量校正模型常用的多元校正方法是偏最小二乘方法(PLS)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)或支持向量機(jī)(SVM)等，還需根據(jù)具體的應(yīng)用對象對光譜進(jìn)行預(yù)處理和光譜區(qū)間優(yōu)選等操作。因所選參數(shù)多、多元校正方法較難理解和掌握等原因，模型的建立通常需要受過訓(xùn)練的專業(yè)人員來完成，這成為制約該技術(shù)廣泛推廣使用的瓶頸問題，很多近紅外分析儀都因?yàn)樾ＵＰ途S護(hù)不及時(shí)而不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種測定浙青中蠟含量的方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種測定浙青中蠟含量的方法，該方法包括:測定待測浙青樣本的近紅外光譜；對待測浙青樣本的近紅外光譜進(jìn)行二階微分，然后執(zhí)行歸一化處理；利用預(yù)先建立的多個(gè)浙青樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜和歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜計(jì)算待測浙青樣本的擬合光譜，數(shù)據(jù)庫中的多個(gè)浙青樣本各自的近紅外光譜與各自的浙青蠟含量對應(yīng)；根據(jù)歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜和擬合光譜計(jì)算待測浙青樣本的擬合度；以及將擬合度與預(yù)設(shè)的閾值比較，在擬合度不小于閾值的情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中參與了擬合光譜的計(jì)算的浙青樣本的近紅外光譜所對應(yīng)的浙青蠟含量來計(jì)算待測浙青樣本的蠟含量。
[0007]通過預(yù)先建立的多個(gè)浙青樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫和經(jīng)二階微分處理且歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜獲得擬合光譜，根據(jù)擬合光譜和歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜來計(jì)算擬合度，將該擬合度與閾值的比較，在擬合度不小于閾值的情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中參與了擬合光譜的計(jì)算的浙青樣本的近紅外光譜所對應(yīng)的浙青臘含量來計(jì)算待測浙青樣本的蠟含量。該方法無需建立校正模型，操作簡單，使用者不需掌握較多的專業(yè)知識就可以準(zhǔn)確快速地測定待測浙青蠟含量。
[0008]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測定浙青中蠟含量的方法的流程圖；以及
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的待測浙青樣本經(jīng)測定的近紅外光譜與擬合光譜的對照示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測定浙青中蠟含量的方法的流程圖。
[0014]如圖1所示，該方法包括:
[0015]S100，測定待測浙青樣本的近紅外光譜；
[0016]S102，對待測浙青樣本的近紅外光譜進(jìn)行二階微分，然后執(zhí)行歸一化處理；
[0017]S104，利用預(yù)先建立的多個(gè)浙青樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜和歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜計(jì)算待測浙青樣本的擬合光譜，數(shù)據(jù)庫中的多個(gè)浙青樣本各自的近紅外光譜與各自的浙青蠟含量對應(yīng)；
[0018]S106，根據(jù)歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜和擬合光譜計(jì)算待測浙青樣本的擬合度；以及
[0019]S108，將擬合度與預(yù)設(shè)的閾值比較，在擬合度不小于閾值的情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中參與了擬合光譜的計(jì)算的浙青樣本的近紅外光譜所對應(yīng)的浙青蠟含量來計(jì)算待測浙青樣本的蠟含量。
[0020]通過預(yù)先建立的多個(gè)浙青樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫和經(jīng)二階微分處理且歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜獲得擬合光譜，根據(jù)擬合光譜和歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜來計(jì)算擬合度，將該擬合度與閾值的比較，在擬合度不小于閾值的情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中參與了擬合光譜的計(jì)算的浙青樣本的近紅外光譜所對應(yīng)的浙青臘含量來計(jì)算待測浙青樣本的蠟含量。該方法無需建立校正模型，操作簡單，使用者不需掌握較多的專業(yè)知識就可以準(zhǔn)確快速地測定待測浙青蠟含量。
[0021]在本實(shí)施例中，步驟S104包括:
[0022]S1042，根據(jù)歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜和數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜，計(jì)算數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜的擬合系數(shù)；
[0023]S1044，對擬合系數(shù)中的非零擬合系數(shù)進(jìn)行歸一化處理得到歸一化擬合系數(shù)；
[0024]S1046，根據(jù)歸一化擬合系數(shù)和數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜計(jì)算擬合光譜。
[0025]在步驟S1042中，利用非負(fù)約束最小二乘法根據(jù)歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜和數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜計(jì)算擬合系數(shù)。例如，根據(jù)下述公式計(jì)算擬合系數(shù):[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種測定浙青中蠟含量的方法，該方法包括: 測定待測浙青樣本的近紅外光譜； 對所述待測浙青樣本的近紅外光譜進(jìn)行二階微分，然后執(zhí)行歸一化處理； 利用預(yù)先建立的多個(gè)浙青樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜和歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜，計(jì)算所述待測浙青樣本的擬合光譜，所述數(shù)據(jù)庫中的多個(gè)浙青樣本各自的近紅外光譜與各自的浙青蠟含量對應(yīng)； 根據(jù)所述歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜和所述擬合光譜，計(jì)算所述待測浙青樣本的擬合度；以及 將所述擬合度與預(yù)設(shè)的閾值比較，在所述擬合度不小于所述閾值的情況下，根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中參與了所述擬合光譜的計(jì)算的浙青樣本的近紅外光譜所對應(yīng)的浙青臘含量來計(jì)算所述待測浙青樣本的蠟含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算所述待測浙青樣本的擬合光譜包括: 根據(jù)所述歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜和所述數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜，計(jì)算所述數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜的擬合系數(shù)； 對所述擬合系數(shù)中的非零擬合系數(shù)進(jìn)行歸一化處理得到歸一化擬合系數(shù)； 根據(jù)所述歸一化擬合系數(shù)和所述數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜，計(jì)算所述擬合光譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，利用非負(fù)約束最小二乘法根據(jù)所述歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜和所述數(shù)據(jù)庫中的近紅外光譜計(jì)算所述擬合系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2-3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，根據(jù)下述公式對所述擬合系數(shù)中的非零擬合系數(shù)進(jìn)行歸一化處理得到歸一化擬合系數(shù): , a', b,=f, 其中bi為歸一化擬合系數(shù)，a' i為所述數(shù)據(jù)庫中具有非零擬合系數(shù)的近紅外光譜中的第i個(gè)近紅外光譜的非零擬合系數(shù)，g為所述數(shù)據(jù)庫中具有非零擬合系數(shù)的近紅外光譜的數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，根據(jù)下述公式計(jì)算所述擬合光譜: ΛS χ=Σ?>ν>，
ι'=1 其中；為所述擬合光譜，Vi為所述數(shù)據(jù)庫中的第i個(gè)具有非零擬合系數(shù)的近紅外光譜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，根據(jù)下述公式計(jì)算所述擬合度:

A
s = 0.001 / I V( X1 -.V,.f /(m — I)，
?J=1 其中S為所述擬合度，Xj為所述歸一化后的待測浙青樣本的近紅外光譜第j個(gè)波長點(diǎn)的吸光度，為所述擬合光譜第j個(gè)波長點(diǎn)的吸光度，m為波長點(diǎn)數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，根據(jù)下述公式計(jì)算所述待測浙青樣本的蠟含量:Λ S 其中；為計(jì)算得到的所述待測浙青樣本的蠟含量，Qi為所述數(shù)據(jù)庫中參與了所述擬合光譜的計(jì)算的浙青樣本的近紅外光譜所對應(yīng)的浙青蠟含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，將進(jìn)行二階微分的所述待測浙青樣本的近紅外光譜的光譜范圍在4000~7000CHT1之間。
【文檔編號】G01N21/359GK103868881SQ201210540172
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月13日
【發(fā)明者】鄭偉達(dá), 岑惠君, 盧海虹 申請人:中國石油化工股份有限公司