一种沥青针入度的快速检测方法
【专利摘要】一种沥青针入度的快速检测方法，该方法基于沥青的近红外光谱数据库，通过将近红外技术和拓扑学技术结合，实现对沥青针入度的快速检测；首先，采用近红外光谱仪对若干种沥青样本进行扫描得到各沥青的近红外光谱，获取样本光谱数据，建立沥青近红外光谱数据库；采用近红外光谱仪对待测沥青样本进行扫描，获取光谱矢量；计算待测光谱与数据库中各样本光谱间的距离，查找光谱库中与该待测光谱的光谱距离小于某一阈值的沥青针入度数据，计算待测沥青的针入度。本发明基于近红外检测技术和拓扑学建模技术，用以快速测定沥青针入度，同时，可通过对沥青光谱库中现有样本进行加工处理来增加光谱库中样本点，提高检测适应性。
【专利说明】一种浙青针入度的快速检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油化工领域的浙青针入度检测技术，尤其是浙青针入度快速评价技术。
【背景技术】
[0002]在石油炼制过程中，减压装置正常运行是重要环节，轻质油拔出后，减压塔下流出的即为直馏浙青或渣油。交通部修订的JTG F40-2004《公路浙青路面施工技术规范》中将针入度指数作为新的一项指标，用以反映浙青的质量，因此针入度分析是否准确会对浙青的分级造成直接影响。目前浙青针入度的检测普遍采用的是GB/T4509-2010《浙青针入度测定法》，以标准针在一定的载荷、时间及温度条件下垂直穿入浙青试样的深度表示。该方法在测定过程中存在较多的影响因素，例如标准针重、贯入时间及试验操作手法等均对浙青针入度的测定造成较大影响，除此之外，其检测时间较长，很难满足加工过程中对浙青针入度分析实时性的要求。为了解决这一问题，本发明提出了一种浙青针入度快速检测方法，采用近红外检测技术结合拓扑学建模技术，实现浙青针入度的快速检测。
【发明内容】
[0003]本发明目的是针对传统的浙青针入度检测方法耗时长，人为影响因素较多、难以满足炼化企业对浙青针入度分析实时性和精准性的要求，提出一种适合工业应用、快速、准确且环境友好的浙青针入度快速检测方法。该方法基于浙青近红外光谱和浙青针入度数据库，采用拓扑学预测手段，实现了对浙青针入度的快速检测。该方法能在10分钟内测定浙青针入度，具有良好的实时性和经济性。
[0004]本发明提出的方法包括以下步骤:
[0005]一种浙青针入度的快速检测方法，该方法基于浙青的近红外光谱数据库，通过将近红外技术和拓扑学技术结合，实现对浙青针入度的快速检测；
[0006]本发明的方法包括以下步骤:
[0007](I)、采用近红外光谱仪对若干种浙青样本进行扫描得到各浙青的近红外光谱，获取各种浙青在不同特征波数下的吸光度所组成的光谱矢量即样本光谱数据；建立浙青近红外光谱数据库，记录前述若干种浙青的样本名称、样本光谱数据和样本针入度属性；
[0008](2)、采用近红外光谱仪对待测浙青样本进行扫描得到该浙青的近红外光谱，获取该浙青在不同特征波数下的吸光度所组成的光谱矢量；
[0009](3)、计算待测光谱与浙青近红外光谱数据库中各样本光谱间的距离，查找浙青近红外光谱库中与该待测光谱的光谱距离小于某一阈值的浙青针入度数据，计算待测浙青的针入度。
[0010]本发明的浙青近红外光谱数据库中的总样本数应不小于150组，浙青近红外光谱数据库中的样本针入度采用传统评价方式获取。
[0011]本发明的步骤(3)中，[0012]计算待测光谱与浙青近红外光谱数据库中各样本光谱间距离的公式如下:
【权利要求】
1.一种浙青针入度的快速检测方法，其特征在于该方法基于浙青的近红外光谱数据库，通过将近红外技术和拓扑学技术结合，实现对浙青针入度的快速检测；
2.根据权利要求1所述的一种浙青针入度的快速检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (1)、采用近红外光谱仪对若干种浙青样本进行扫描得到各浙青的近红外光谱，获取各种浙青在不同特征波数下的吸光度所组成的光谱矢量即样本光谱数据；建立浙青近红外光谱数据库，记录前述若干种浙青的样本名称、样本光谱数据和样本针入度属性； (2)、采用近红外光谱仪对待测浙青样本进行扫描得到该浙青的近红外光谱，获取该浙青在不同特征波数下的吸光度所组成的光谱矢量； (3)、计算待测光谱与浙青近红外光谱数据库中各样本光谱间的距离，查找浙青近红外光谱库中与该待测光谱的光谱距离小于某一阈值的浙青针入度数据，计算待测浙青的针入度。
3.根据权利要求2所述的一种浙青针入度的快速检测方法，其特征是浙青近红外光谱数据库中的总样本数应不小于150组，浙青近红外光谱数据库中的样本针入度采用传统评价方式获取。
4.根据权利要求2所述的一种浙青针入度的快速检测方法，其特征是步骤(3)中，计算待测光谱与浙青近红外光谱数据库中各样本光谱间距离的公式如下:
5.根据权利要求2所述的一种浙青针入度的快速检测方法，其特征是步骤(3)中，当浙青近红外光谱库中与该待测光谱的光谱距离小于某一阈值的浙青样本数大于光谱库总样本数的预设比例时，通过下式计算待测浙青针入度:
6.根据权利要求5所述的一种浙青针入度的快速检测方法，其特征是步骤(3)中，当浙青近红外光谱库中与该待测光谱的光谱距离小于某一阈值的浙青样本数小于光谱库总样本数的预设比例时，认为预测结果不可靠，增加浙青近红外光谱库中样本数量，重复步骤⑶。
7.根据权利要求5或6所述的一种浙青针入度的快速检测方法，其特征是阈值为5，预设比例为5%。
8.根据权利要求6所述的一种浙青针入度的快速检测方法，其特征是增加浙青近红外光谱库中样本数量的方法如下，采用线性加和来计算新增加样本的光谱数据，并采用调合规则来计算新增加样本的针入度，其中，针入度混合规则如下:
lg(CD) = ClfXlg (Clp) +C2f X Ig (C2p) +...+Cqf X Ig (Cqp) 式中，Cd为新增加混合浙青样本的针入度，q为参与混合计算的光谱库样本数，为大于I且小于浙青近红外光谱数据库中样本总数的整数，C1, CfCq为参与混合计算的光谱库样本；Clp，C2p…Cqp为参与混合计算的光谱库样本C1, CfCq的针入度；Clf，C2f…Cqf为参与混合计算的光谱库样本C1, CfCq的混合比例。
【文档编号】G01N21/359GK103926215SQ201410166566
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】叶彦斐, 张向荣, 吴沪宁, 梅斌 申请人:南京富岛信息工程有限公司