成品油中有机物添加剂快速定量分析方法

摘要

本发明公开了成品油中有机物添加剂快速定量分析方法，其特征在于将红外光谱与子空间夹角法和斜投影算法结合实现油中有机物添加剂含量的快速定量分析。配制含有添加剂的油样品组成样本集，采集样本集的红外光谱，利用斜投影算法将被添加剂光谱信号从油样本光谱信号中分离出来，再与相应的油中添加剂含量数据建立一元回归的校正曲线；对于未知的待测油样品，测定样本的红外吸收光谱，通过子空间夹角方法准确判断样本中含有的有机物添加剂种类，然后利用斜投影方法将含有的有机物添加剂地光谱分量分离出来，由已建立的校正曲线预测出油中添加剂含量。该方法具有不污染和损耗样品，速度快、准确，精密度好的特点。

主权项

成品油中有机物添加剂快速定量分析方法油，其特征在于，利用子空间夹角方法判断待测油样本中含有的有机添加物种类，再利用斜投影算法计算有机添加物含量；具体包括以下步骤：(1)收集不含有机化合物添加剂的油样本，并将这些油样本分别蒸馏，每种油均被分割为m组馏分，得到馏分油样本；测定所有的收集油和馏分油样本的红外光谱，建立油组分标准数据库，即油背景光谱数据库H；(2)收集油中添加的有机化合物添加剂，测定收集的每一种添加剂的红外光谱，建立有机化合物添加剂标准光谱数据库S；有机化合物添加剂种类数量记为n；(3)根据某一添加剂的光谱S、油背景光谱数据库H，利用斜投影算法计算得到该添加剂的斜投影算子E_S|H；斜投影算子E_S|H表达式如下：E_S|H＝S(S^TP_H^⊥S)^‑1S^TP_H^⊥P_H^⊥＝I‑P_H＝I–H(H^TH)^‑1H^T其中，S为被测组分的纯光谱信号，H为背景信号，T表示矩阵的转置，PH为投影算子，I为单位矩阵；(4)分别将待测的某种有机物添加剂加入油样本中，制备一组含不同浓度的有机化合物添加剂的混合油样本；测定混合油样本的红外光谱，组成混合油光谱数据库M；油样本中化合物添加剂与油的质量比范围为0.2％～25％且均匀分布；(5)将制备的含有某种添加剂的混合油样本的所有光谱代入该种有机化合物的斜投影算子，将混合油样本所有光谱中来自该添加剂的光谱分量分离出来；该分离出的添加剂光谱分量为全谱；将每个光谱分量中每个波长点上的吸光度相加得到一个总的吸光度，将此吸光度与其对应的添加剂浓度建立一元回归校正曲线F；(6)对于未知待测油样本，测定待测油样本的红外光谱，通过计算子空间夹角方法的判断待测油样本中含有的有机添加剂种类；方法如下：将油背景光谱数据库H以及有机化合物添加物光谱数据库S建立纯物质向量空间H+S，待测油样本的光谱向量为M_i；剔除空间H+S中的第i种添加剂的纯光谱S_i生成子空间(H+S)_i，其中i＝1～n；计算(H+S)_i与M_i的子空间夹角，若夹角大于阈值α，则认定待测油样品中中含有第i种添加剂；判断混合油样本中含有某种有机物添加剂的夹角阈值α的确定方法：依次从有机化合物添加剂标准光谱数据库中取1种有机化合物的标准光谱与H组成含该种添加剂的有机物油混合向量空间，共建立n个含不同添加剂的纯物质向量空间；计算(4)中配制的含某种添加剂的一组混合油样本光谱与含该种添加剂的有机物油纯物质向量空间的夹角，取计算所得的这组夹角中的最大值的1.05倍作为阈值；依次计算，取得所有有机物添加剂的夹角阈值；(7)将该待测油样本光谱代入与其中所含有的添加剂相对应的斜投影算子，得到该添加剂的光谱分量；将该光谱分量数据代入该添加剂对应的一元校正曲线F，即得到该添加剂的含量。