一种环保醇类柴油的检测方法与流程

文档序号:11578912阅读:340来源:国知局
一种环保醇类柴油的检测方法与流程
本发明涉及环保柴油
技术领域
,具体而言,涉及一种环保醇类柴油的检测方法。
背景技术
:随着我国经济社会的不断发展,各种各样的环保能源不断进入到人们的工作和生活中,目前,甲醇柴油和乙醇柴油逐步在我国各个地区进行推广使用,有效的减少了温室气体的排放,但是甲醇柴油和乙醇柴油在外观上人们无法区分,而且甲醇柴油的甲醇含量和乙醇柴油的乙醇含量人们无法获知,少数不法生产商用醇类柴油加入到柴油中,标明柴油销售给消费者,不仅侵害了消费者的权益,而且无法保证汽车的拥有足够的动力,而现有的检测方法存在检测周期长、操作繁琐、对检测人员素质要求较高、检测成本较高的缺陷。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种环保醇类柴油的检测方法,解决了现有的检测方法存在检测周期长、操作繁琐、对检测人员素质要求较高、检测成本较高的问题。本发明是这样实现的,1、配制甲醇柴油和乙醇柴油样品,对样品进行红外光谱扫描,获得甲醇柴油和乙醇柴油的近红外光谱图;2、建立甲醇柴油和乙醇柴油主成分分析模型,区分二者后,分别建立甲醇柴油甲醇含量和乙醇柴油乙醇含量的pls模型,并利用该模型对甲醇柴油甲醇含量和乙醇柴油乙醇含量进行检测。所述的配制过程包括:容量瓶的清洗和烘干、配制前容量瓶称重、通过移液枪将甲醇、柴油和助溶剂油酸按比例加入容量瓶、配置好后贴上标签称重;通过移液枪将乙醇、柴油和助溶剂正丁醇按比例加入容量瓶、配置好后贴上标签称重。所述的对样品质量指标进行常规检测包括:甲醇柴油的密度、粘度和甲醇含量;乙醇柴油的密度、粘度和乙醇含量。所述的近红外光谱扫描、模型建立、在线检测,其中红外光谱扫描、模型建立、检测工作是通过由红外光谱仪及atr附件、计算机以及相应配套的检测系统来完成的。助溶剂的选取对甲醇柴油和乙醇柴油的稳定性有影响,甲醇柴油选择油酸为助溶剂,乙醇柴油选择正丁醇为助溶剂。甲醇柴油中甲醇与油酸比例为1:1加入,之后加入柴油滴定;乙醇柴油中乙醇与正丁醇比例为5:2加入,之后加入柴油滴定。本发明的技术效果是:本发明应用红外光谱检测技术可快速、实时区分甲醇柴油和乙醇柴油,根据其判别分析的结果,避免消费者将醇类柴油错误使用在柴油机上,通过建立的甲醇柴油甲醇含量和乙醇柴油乙醇含量pls模型,可以快速准确地预测甲醇柴油甲醇含量和乙醇柴油乙醇含量,和国家标准浓度的甲醇柴油和乙醇柴油进行比较,以便获知甲醇柴油和乙醇柴油制造商是否偷工减料,保障了消费者的权益,提高了环保醇类柴油的检测效率,有利于环保醇类柴油的推广应用。附图说明图1为本发明的流程图。图2为本发明甲醇柴油红外光谱图。图3为本发明乙醇柴油红外光谱图。图4为本发明甲醇柴油和乙醇柴油的主成分得分散点图。图5为本发明甲醇柴油和乙醇柴油偏最小二乘判别建模模型图。图6为本发明甲醇柴油和乙醇柴油偏最小二乘判别预测模型图。图7为本发明主成分因子与均方根误差间关系图。图8为本发明回归系数图。图9为本发明甲醇柴油甲醇含量真实值与预测值关系图。图10为本发明乙醇柴油乙醇含量真实值与预测值关系图。具体实施方式下面将结合附图1—10和实施例1、2详细说明本发明所具有的有益效果,旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质,但不能对本发明的实施和保护范围构成任何限定。实施例1甲醇柴油和乙醇柴油红外光谱法鉴别:甲醇柴油和乙醇柴油均是新型柴油的替代燃料,甲醇柴油和乙醇柴油均在不同参数的发动机上使用,快速鉴别甲醇柴油和乙醇柴油十分重要。传统方法中存在的检测检测周期长、成本高、污染环境等缺点,而红外关谱检测方法可以很好的克服这些不足之处。建立甲醇柴油和乙醇柴油红外光谱法鉴别主要包括以下几个步骤:1、甲醇柴油和乙醇柴油样品配制:试验样品由28个不同浓度的甲醇柴油和28个不同浓度的乙醇柴油组成,甲醇和乙醇浓度范围均在1.2%至24%(v/v),甲醇/乙醇柴油均在实验室制备,0号柴油从当地的加油站购买,制备前用气相色谱法对无醇柴油进行了验证,发现不含甲醇或乙醇,甲醇柴油的配制是将甲醇(分析纯度>99.5%)和油酸按大约1:1比例加入50ml容量瓶中,摇晃均匀后加入柴油滴定至50ml;乙醇柴油的配制是将乙醇(分析纯度>99.7%)、正丁醇按5:2的比例加入50ml容量瓶中,摇晃均匀后加入柴油滴定至50ml。配置好的样品放置环境温度在20oc静置一段时间使其充分互溶。2、红外光谱采集:实验仪器采用的是北京北分瑞利分析仪器(集团)公司生产的wqf-510a傅立叶变换红外光谱仪,扫描范围:4000cm-1~600cm-1,扫描次数32次,分辨率:4cm-1,仪器开机后预热30min后,方可使用,光谱在采集的整个过程中环境温度始终控制在20±1oc,相对湿度控制在50%以下。样品测定采用水平atr附件(包括硒化锌晶体片)参照图1所示,每次采集光谱时,取1ml甲醇/乙醇柴油溶液均匀涂抹在硒化锌晶体片上,完成后关闭仪器盖,避免杂光进入。为减少因样品挥发等因素对实验结果的影响,每个样品滴3次测3次,取平均光谱作为最终的样品光谱。参照图2分别为甲醇柴油和乙醇柴油中红外光谱图。3、甲醇柴油和乙醇柴油判定模型的建立:选用4000~600cm-1范围内光谱建立模型,56个样品参与建模,设定甲醇柴油样品为1,乙醇柴油样品为2,域值设置为0.5,建立偏最小二乘判别模型,其建模结果参照附图5所示,模型相关系数为0.97,建模的标准偏差为0.083,由附图5可得模型的误判率为0,能够很好的将甲醇柴油和乙醇柴油分开,附图6为plsda预测模型,相关系数为0.96,预测模型的标准偏差为0.099,误判率为0,模型的主成分数与预测集均方根误差之间的关系参照图7所示,可知,主成分数小于4时,随着主成分数的增加,预测集的均方根误差显著降低;当主成分数为7时,预测集均方根误差达到最小;当主成分数大于10时,预测集的均方根误差波动较小。当主成分数选择过小时会出现欠拟合现象,光谱有效信息损失较多,导致模型建模效果变差,当主成分数选择过高时会出现过拟合现象,引入了较多的噪声等干扰信息。模型效果的回归系数参照附图8所示,所用的光谱变量与回归系数的加权求和再加上截距=0.97,即为plsda模型预测的类别值再通过与阈值的比较,实现甲醇柴油和乙醇柴油样品的预测。未知样品预测:未知样品预测值与真值对比统计实施例2甲醇柴油甲醇含量和乙醇柴油乙醇含量模型建立:甲醇及乙醇在柴油中的比例决定了甲醇柴油和乙醇柴油的动力性能,不法商家掺和过多的甲醇和乙醇导致动力下降及粘度等指标发生较大改变,损害发动机及消费者的权益,建立快速检测甲醇柴油甲醇含量和乙醇柴油乙醇含量的定量检测模型非常重要,传统方法中存在的检测检测周期长、成本高、污染环境等缺点,而红外关谱检测方法可以很好的克服这些不足之处。样品的配制和光谱采集和上述实施例1一样。甲醇柴油甲醇含量模型建立。28个样品参与建模,以甲醇含量为输入值x,红外光谱数据为输出值y,建立模型前采用以下几种预处理方式包括:归一化、平滑、多元散射校正、原始光谱、基线校正对数据进行处理,处理后的数据分别建立pls模型,其中效果最好的是归一化,模型主因子数为6,r2为0.9758,rmsecv为0.9804(v/v),其真实值与预测值之间的关系参照附图9。甲醇柴油甲醇含量预测值与真值对比统计:样品编号真值预测值偏差样品编号真值预测值偏差121.021-0.9791513.214.7681.56822.83.1420.342161412.974-1.02633.63.8970.2971714.815.2330.43344.44.148-0.252181515.2330.233556.281.281915.814.753-1.04765.85.9720.1722016.616.158-0.44276.68.0831.4832117.416.11-1.2987.48.7431.3432218.217.729-0.47198.27.411-0.7892319.219.250.05109.28.555-0.645242020.5810.581111010.9040.9042520.821.2760.4761210.89.022-1.7782621.620.513-1.0871311.611.7140.1142722.423.6711.2711412.412.321-0.0792823.222.54-0.66乙醇柴油乙醇含量模型建立28个样品参与建模,以乙醇含量为输入值x,红外光谱数据为输出值y,建立模型前采用以下几种预处理方式包括:归一化、平滑、多元散射校正、原始光谱、基线校正对数据进行处理,处理后的数据分别建立pls模型,其中效果最好的是平滑(s.g.,5points,2order),模型主因子数为11,r2为0.9892,rmsecv为0.5228(v/v),其真实值与预测值之间的关系参照附图10。乙醇柴油乙醇含量预测值与真值对比统计:样品编号真值预测值偏差样品编号真值预测值偏差11.21.146-0.05415109.391-0.60921.82.1980.3981610.610.9110.31132.42.6220.2221711.211.4140.214432.803-0.1971811.811.522-0.27853.63.7610.1611912.412.8240.42464.24.064-0.136201313.6370.637754.692-0.3082113.613.597-0.00385.65.9990.3992214.213.97-0.2396.25.911-0.289231514.761-0.239106.87.0140.2142415.615.183-0.417117.47.162-0.2382516.216.4570.2571287.967-0.0332616.816.598-0.202138.68.281-0.3192717.417.4140.014149.29.3760.176281818.1260.126以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。当前第1页12
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