甲醇汽油是一種替代傳統(tǒng)汽油的新型燃料,其甲醇含量對(duì)甲醇汽油的品質(zhì)有著顯著的影響。因此,甲醇汽油中甲醇含量的檢測對(duì)于甲醇汽油品質(zhì)監(jiān)控具有重要意義。本文基于拉曼-近紅外（Raman-NIR）光譜數(shù)據(jù)融合結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)甲醇汽油中甲醇含量的快速定量分析進(jìn)行研究。全文共分為四章,主要研究內(nèi)容為:（1）以甲醇汽油的拉曼光譜（Raman spectroscopy,Raman）為研究對(duì)象,建立了基于Raman光譜技術(shù)結(jié)合偏最小二乘法（Partial Least Squares,PLS）的甲醇汽油中甲醇含量快速定量分析方法。探究了五種光譜預(yù)處理方法（歸一化（Normalization）、一階導(dǎo)數(shù)（First Derivative,D1st）、多元散射校正（Multivariate Scattering Correction,MSC）、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換（Standard Normal Variation,SNV）以及小波變換（Wavelet Transform,WT））對(duì)PLS校正模型預(yù)測性能的影響;采用了五折交叉驗(yàn)證（5-flod CV）對(duì)模型的潛變量、輸入變量以及變量重要性閾值進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

拉曼散射基本原理示意圖

4拉曼光譜儀器[24]通常由光源、光路、樣品池、色散系統(tǒng)、信號(hào)處理以及輸出系統(tǒng)等部分所組成，如圖1-2所示。拉曼光譜儀器的工作原理可以概括為，首先，光源發(fā)射出一種較為穩(wěn)定的激發(fā)光通過光路系統(tǒng)照射到樣品池中的樣品分子，激發(fā)光源的光子會(huì)與樣品分子進(jìn)行碰撞，產(chǎn)生拉曼散射；樣品分子產(chǎn)生的激發(fā)光源通過光路系統(tǒng)會(huì)經(jīng)過棱鏡、光柵等色散系統(tǒng)進(jìn)行分離，最后通過單色器進(jìn)行篩選后進(jìn)入到檢測器中；檢測器將收集到的樣品分子的光學(xué)信息通過其內(nèi)部的光電傳感系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。圖1-2拉曼光譜儀基本結(jié)構(gòu)示意圖近年來，隨著激光技術(shù)以及納米技術(shù)等的飛速發(fā)展，Raman光譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的拓寬，其中以SERS、高溫Raman光譜技術(shù)、激光共振Raman光譜技術(shù)、傅里葉變換Raman光譜技術(shù)以及聯(lián)用技術(shù)等較為突出。表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)使用一種活性載體對(duì)熒光現(xiàn)象抑制，從而很大程度的提高了激光拉曼光譜的信噪比，所以對(duì)材料在分子水平上的研究更加的準(zhǔn)確。高溫Raman光譜技術(shù)廣泛應(yīng)用于玻璃制造、冶金、晶體生長研究等領(lǐng)域中的固體高溫相變過程以及熱熔體鍵合結(jié)構(gòu)研究。激光共振Raman光譜技術(shù)利用共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而提高了Raman光譜信號(hào)的信噪比，將之與SERS技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單分子的檢測。傅里葉變換拉曼光譜技術(shù)使用近紅外光譜作為激發(fā)光源，大大地減弱了熒光背景，在化學(xué)、生物以及醫(yī)藥領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近幾年，Raman技術(shù)與其他分析儀器的聯(lián)用也愈發(fā)廣泛，例如：拉曼-掃描電鏡聯(lián)用技術(shù)、拉曼-紅外聯(lián)用技術(shù)以及拉曼-近場光學(xué)顯微鏡聯(lián)用技術(shù)等，從而擴(kuò)大了拉曼技術(shù)的應(yīng)用范圍。1.2.2近紅外光譜技術(shù)近紅外光譜技術(shù)[25]是一種高效快速的現(xiàn)代光譜分析技術(shù)。近紅外光譜于1800年首次被Herschel提出。但是，19世紀(jì)50年代前由于相關(guān)儀器?

6圖1-3近紅外光譜基本結(jié)構(gòu)示意圖表1-1幾種不同類型的近紅外光譜儀器特點(diǎn)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)濾光片型價(jià)格低、儀器構(gòu)造簡單、信號(hào)記錄便捷、可在不同波長下進(jìn)行檢測等分辨率低、測量誤差較大、需根據(jù)樣品的不同而更換濾光片等光柵色散型儀器分辨率高、價(jià)格適中、易于檢修維護(hù)、可進(jìn)行全譜檢測等檢測速度較慢聲光調(diào)諧型測量速度快、精度高、準(zhǔn)確性好、無機(jī)械調(diào)節(jié)部件、穩(wěn)定性好、分辨率高、易于波長調(diào)節(jié)等設(shè)備昂貴傅里葉變換型信噪比高、分辨率高、波長準(zhǔn)確且重現(xiàn)性好、穩(wěn)定性好等對(duì)儀器的存放環(huán)境及使用環(huán)境要求較高近紅外光譜技術(shù)呈現(xiàn)出如下特點(diǎn)和優(yōu)勢：（1）分析速度快，大多數(shù)分析可在一分鐘之內(nèi)完成；（2）分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠，通過已構(gòu)建的校正模型對(duì)未知樣品進(jìn)行檢測分析可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果；（3）適用范圍廣，可以測量固態(tài)、液態(tài)以及氣態(tài)樣品；樣品無需復(fù)雜的預(yù)處理過程；（4）分析成本低；對(duì)樣品無損害，可用于一些生物活性物質(zhì)的檢測；（5）可通過光纖等設(shè)備進(jìn)行連接，便于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測；（6）檢測過程操作簡便，易于實(shí)踐。盡管NIR光譜儀相較于傳統(tǒng)色譜分析技術(shù)在試樣分析檢測工作中已有諸多優(yōu)勢，但是NIR光譜儀無論是在體積，還是能量消耗方面都很大程度的制約著其在現(xiàn)場檢測的應(yīng)用潛力。近些年來，隨著國內(nèi)外科研工作者在NIR光電調(diào)制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分析算法等方面做出的突出貢獻(xiàn)，使得便攜式NIR光譜儀的相關(guān)技術(shù)以及產(chǎn)品的開發(fā)日趨成熟。得益于此，NIR光譜技術(shù)在石油化工、生物制藥以及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的現(xiàn)場分析工作中占據(jù)著舉足輕重的位置。1.2.3Raman及NIR光譜技術(shù)在油品品質(zhì)分析中的應(yīng)用近些年來，隨著Raman及NIR光譜技術(shù)的發(fā)展，得益于具備諸多技術(shù)優(yōu)勢，其已被普遍應(yīng)用于油品品質(zhì)的定性判別?


本文編號(hào)：2941417