基于在线拉曼光谱仪预测石脑油组成的方法研究.pdf

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1、2012年第3l卷第12期传感器与微系统(Transducer·andMicrosystemTechnologies)69基于在线拉曼光谱仪预测石脑油组成的方法研究丁妍，程明霄，朱倩，於拯威(南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京210009)摘要：研究石脑油的烃组成预测问题。针对石脑油组分极其复杂和冗余特点，传统的检测方法求解方法复杂、测定时间过长等难题，为了提高准确度，提出一种基于在线拉曼光谱技术结合主成分粒子群算法的预测方法。首先获得石脑油样品的拉曼谱图，利用主成分分析对数据进行降维处理，消除

2、数据间的冗余信息，然后采用粒子群算法对主成分分析后的数据进行预测，得到各个组成成分在石脑油中的质量分数，并将样品预测值与真实值的相关性进行分析。实验结果表明：相对于其他预测方法，该方法准确性高，现场适应性强，测定时间短，是一种高效、实时性好的石脑油组成预测方法。关键词：在线拉曼光谱仪；主成分分析；粒子群优化算法；石脑油中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)12-0069--04Researchonmethodofcompositionpredictionofna

3、phthabasedononlineRamanspectrometerDINGYan，CHENGMing-xiao，ZHUQian，YUZheng—wei(SchoolofAutomation&ElectricalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Predictionofhydrocarboncompositionofnaphthaisresearched．Aimingatthefeatureso

4、fcomplexandredundantofthecompositionofnaphtha，andtheproblemofcomplexandlongtimeoftraditionalmethod，apredictingmethodofprincipalcomponentanalysis(PCA)andparticleswa／I'I1optimization(PSO)isproposedbasedononlineRamanspectroscopytoimprovetheaccuracyofthepred

5、iction．First，thedimensionofdataisreducedusingthePCAtoeliminatetheredundantinformationafterobtainingtheRamanspectrumofnaphthasample．ThenusingtheparticleswarmalgorithmtopredictdataafteranalyzedbyPCA，andthengetthemassfractionofvariouscomponentsandanalyzethe

6、correlationofthepredictivevalueandthetruevalueofthesample．Experimentalresultsshowthatcomparedtootherpredictingmethods，theproposedmethodismoreaccurate，moreefficientandmoreadaptabletothesite．Itisaneficientpredictionmethodwithhighreal—timeperformance．Keywor

7、ds：onlineRamanspectrometer；principalcomponentanalysis(PCA)；particleswarmoptimization(PSO)algorithm；naphtha0引言较长、精确度较低或无法进行外推等问题。石脑油是一种轻质油品，是化学工业中管式炉裂解制拉曼光谱技术的快速发展使其成为复杂样品分析的重取乙烯、丙烯等石化基础原料的主要来源。近年来，裂解过要手段之一。近年来，以拉曼光谱技术为基础的预处理技程的模拟研究中广泛采用自由基反应模型，而在自由基反术、谱图

8、识别技术等极大地提高了拉曼光谱技术在复杂样应模型中，一般需要已知石脑油的烃组成数据，而且组成越品分析中的能力J。但在石脑油组分检测中，由于分析元详细模拟的结果会越准确，这就需要利用色质谱仪、气相色素较多，且彼此存在着一定的相关性，数据在一定程度上反谱仪等仪器对石脑油进行分析。然而在实际工业生产中，映的信息有所重叠。迄今为止，基于化学计量学分析拉曼由于上述仪器存在测定时间过长，需要专业人员等缺点，使谱图数据得到很多研究者的青睐，报道过的有免疫