[发明专利]一种通过近红外光谱识别原油种类及其性质的方法

摘要

一种通过近红外光谱识别原油种类及其性质的方法，包括收集各种类型原油样品，用常规方法测定其物性数据，取近红外光谱4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的吸光度与原油样品对应的物性数据建立原油样品近红外光谱数据库，将待识别原油样品的近红外光谱在上述特征谱区的吸光度构成矢量x，计算x与原油样品近红外光谱数据库中通过移动相关系数计算每个样品的识别参数Qi，若所有Qi均不大于阈值，则选Qi最大的若干样品组成邻近数据库，采用均匀分布的方法用邻近数据库数据建立虚拟数据库，再该库中对矢量x用上述方法进行识别，得到与待识别原油样品一致的虚拟库样品，其物性即为待测原油样品的物性数据。该法可有效利用已有的原油样品物性数据，提高原油样品识别率。

主权项

一种通过近红外光谱识别原油种类及其性质的方法，包括如下步骤：(1)收集各种类型原油样品，用常规方法测定其物性数据，并测定近红外光谱，将原油样品的近红外光谱进行二阶微分处理，选取4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的吸光度与原油样品对应的物性数据建立原油样品近红外光谱数据库，(2)测定待识别原油样品的近红外光谱并进行二阶微分处理，选取4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的吸光度构成光谱矢量x，(3)计算光谱矢量x与原油样品近红外光谱数据库每个样品在4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的每个移动相关系数，按式(Ⅰ)计算每个数据库样品的识别参数Qi，Qi=Σj=1nrji,i=1,2,...,m---(I)]]>式(Ⅰ)中，rji为移动相关系数；i为所用光谱数据库中样品的序号，j为移动窗口的序号，n为移动窗口总数，m为所用光谱数据库样品总数，(4)计算阈值Qt，Qt＝(d‑w‑0.15)，其中d为近红外光谱的采样点数，w为移动窗口宽度；若所有的Qi值均不大于Qt，则按照下述步骤进行虚拟识别：(5)选取Qi值最大的s个邻近原油样品，从近红外光谱数据库中取其近红外光谱组成邻近光谱阵Ns×d，并将这s种原油对应的性质数据组成邻近物性数据阵Ps×k，所述的s为选取的与待测原油邻近的原油样品个数，d为原油样品近红外光谱的采样点数，k为原油样品的物性个数，(6)随机取s个0～1之间的小数，将这s个小数进行归一化处理，得到由s个归一化小数构成的向量v，将向量v与邻近光谱阵Ns×d相乘，得到一个虚拟的原油光谱z；将向量v与邻近物性数据阵Ps×k相乘，得到该虚拟原油的物性向量p；重复虚拟过程，直至获得g个虚拟的原油光谱，及g个对应的虚拟原油的物性向量，将这g个虚拟的原油光谱组成虚拟光谱阵Vg×d和虚拟原油的物性数据阵Qg×k，(7)计算光谱矢量x与虚拟光谱阵Vg×d每个样品在4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的每个移动相关系数，按式(Ⅰ)计算每个数据库样品的识别参数Qi，取大于阈值Qt的Qi中最大值，且每一个移动相关系数都不小于0.9900的虚拟原油样品，将其视为与待识别原油样品相同，调出该虚拟原油样品的物性数据作为待识别原油样品的物性数据，所述的移动相关系数采用移动窗口测定，所述的移动相关系数的测定方法为：在特征光谱区间，从波数最低的采样点选择一个移动窗口的宽度，移动窗口的宽度为3～25个采样点，计算该窗口内的待识别原油样品与数据库中每个样品的吸光度的相关系数，然后将移动窗口向波数高的方向移动若干个采样点，为下一个移动窗口，计算此移动窗口内的待识别原油样品与数据库中每个样品的吸光度的相关系数，按上述方法连续移动移动窗口，计算每个移动窗口内待识别原油样品与数据库中每个样品的吸光度的相关系数。