專利名稱：一種識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)中紅外光譜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)的中紅外光譜方法，具體地說， 涉及一種采用中紅外光譜技術(shù)，結(jié)合最小二乘(PLQ法快速將未知發(fā)動(dòng)機(jī)燃料識(shí)別為柴油、汽油和噴氣燃料，并確定其牌號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)用途不同，導(dǎo)致其發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類繁多。比如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用柴油動(dòng)力燃料、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用汽油動(dòng)力燃料，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)使用噴氣燃料。各類發(fā)動(dòng)機(jī)燃料根據(jù)使用條件區(qū)分為不同牌號(hào)。比如，根據(jù)使用溫度不同，柴油分為10號(hào)、0號(hào)、-10號(hào)和-35號(hào)等牌號(hào)。 根據(jù)抗爆性能，汽油分為90號(hào)、93號(hào)和97號(hào)等牌號(hào)。各種類和各種牌號(hào)燃料不能混用，否則發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致故障發(fā)生。比如，在低溫條件下使用高牌號(hào)柴油，柴油低溫流動(dòng)性差，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常啟動(dòng)；低牌號(hào)汽油用作高牌號(hào)汽油時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生爆震，甚至損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。在實(shí)際使用過程中，存在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)混用以及質(zhì)量摻假現(xiàn)象，比如在低廉低標(biāo)號(hào)汽油中摻對(duì)有害物質(zhì)冒充高標(biāo)號(hào)汽油?，F(xiàn)有的質(zhì)量檢測(cè)手段無法滿足快速識(shí)別需求，因此，迫切需要發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)快速識(shí)別技術(shù)，正確指導(dǎo)用油，提高打假能力，避免誤用油料帶來的損失。由于近紅外光譜技術(shù)具有快速、多性質(zhì)分析以及適合在線無損分析特點(diǎn)，目前已越來越多的應(yīng)用于石化行業(yè)，在燃料質(zhì)量檢測(cè)和打假方面具有不可替代的作用。由于近紅外光譜屬于分子振動(dòng)光譜，波長范圍為700-2500nm，為分子倍頻和組合頻吸收，峰形為寬峰；特征性弱，只對(duì)X-H基團(tuán)(X為C、0等)有吸收；信號(hào)弱，抗干擾能力強(qiáng)。正是由于近紅外光譜具有上述特點(diǎn)，所以必須借助現(xiàn)代的化學(xué)計(jì)量學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，近紅外光譜技術(shù)才能很好的應(yīng)用。隨著化學(xué)計(jì)量學(xué)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展以及近紅外光譜儀器環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，推動(dòng)了近紅外光譜技術(shù)迅猛發(fā)展，現(xiàn)已成為烴類(C-H)燃料質(zhì)量快速檢測(cè)和在線過程監(jiān)控技術(shù)。中紅外光譜也屬于屬于分子振動(dòng)光譜，為分子振動(dòng)的基頻吸收，波數(shù)范圍為 400-4000^1 (波長為2. 5微米 25微米)。從其定義來看，中紅外光譜與近紅外光譜只是波長范圍。從其產(chǎn)生的本質(zhì)來看，可以很好的發(fā)現(xiàn)二者光譜形貌特征有明顯區(qū)別，從而導(dǎo)致最終所采用的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域有很大的區(qū)別。與近紅外光譜相比，中紅外光譜峰形為尖峰，特征性強(qiáng)，各類官能團(tuán)(包括X-H和其它非X-H官能團(tuán))均有明顯的吸收；信號(hào)強(qiáng)，微量組分或添加劑均有吸收，所以中紅外光譜技術(shù)主要用于分析化學(xué)領(lǐng)域的未知物質(zhì)官能團(tuán)鑒定，屬于“四大譜”之一，用于未知物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定。由于中紅外光譜儀器的環(huán)境適應(yīng)能力弱，儀器昂貴，所以該技術(shù)目前還很難用于石化行業(yè)的質(zhì)量檢測(cè)和種類識(shí)別。從理論上分析，中紅外光譜不僅對(duì)燃料主要烴類組成有吸收，而且對(duì)少量非烴類組分以及微量添加劑組分均有響應(yīng)，所以如果中紅外光譜技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)結(jié)合，將會(huì)實(shí)現(xiàn)近紅外光譜技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的功能，比如錳型添加劑含量測(cè)定。錳型添加劑主要提高汽油抗爆性能，直接影響汽油的牌號(hào)。本發(fā)明采用中紅外光譜技術(shù)，借助于化學(xué)計(jì)量學(xué)，識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的種類和牌號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)的中紅外光譜方法，該方法通過被測(cè)樣品紅外光譜，根據(jù)識(shí)別方案，結(jié)合PLS方法快速將未知發(fā)動(dòng)機(jī)燃料識(shí)別為柴油、汽油和噴氣燃料，并確定其牌號(hào)的方法。本發(fā)明提供的是一種識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)的中紅外光譜方法，包括如下步驟第一步每一種燃料收集一定數(shù)量樣品作為訓(xùn)練集；第二步測(cè)定訓(xùn)練集樣品的中紅外吸收光譜；第三步確定識(shí)別方案采用多個(gè)模型分步進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)識(shí)別；第四步利用訓(xùn)練集樣品，采用偏最小二乘法建立和驗(yàn)證識(shí)別方案的模型；第五步對(duì)于未知發(fā)動(dòng)機(jī)燃料樣品的識(shí)別，首先測(cè)定其中紅外光譜，然后利用建立的識(shí)別模型和識(shí)別方案進(jìn)行種類和牌號(hào)識(shí)別。所述發(fā)動(dòng)機(jī)燃料包括汽油、柴油和噴氣燃料；其中，汽油包括90號(hào)、93號(hào)、97號(hào)的車用汽油和90號(hào)、93號(hào)、97號(hào)的乙醇汽油；柴油包括0號(hào)、-10號(hào)、-35號(hào)的輕柴油和-10 號(hào)、"35號(hào)的軍用柴油；噴氣燃料為3號(hào)噴氣燃料。所述第三步識(shí)別方案描述如下依次采用7個(gè)模型進(jìn)行識(shí)別；首先采用模型1，將未知燃料識(shí)別為汽油、3號(hào)噴氣燃料和柴油三大類燃料；若未知燃料的模型1識(shí)別結(jié)果為柴油，則采用模型2將柴油進(jìn)一步識(shí)別為軍用柴油和輕柴油；最后分別采用模型4將軍用柴油識(shí)別為-10號(hào)軍用柴油和-35號(hào)軍用柴油；采用模型5將輕柴油識(shí)別為0號(hào)輕柴油、-10號(hào)輕柴油和-35號(hào)輕柴油；若未知燃料的模型1識(shí)別結(jié)果為汽油，則采用模型3將汽油進(jìn)一步識(shí)別為乙醇汽油和車用汽油；最后分別采用模型6將乙醇汽油識(shí)別為90號(hào)乙醇汽油、93號(hào)乙醇汽油和97 號(hào)乙醇汽油；采用模型7將車用汽油識(shí)別為90號(hào)車用汽油、93號(hào)車用汽油和97號(hào)車用汽油。所述第四步的PLS方法識(shí)別模型建立和驗(yàn)證步驟為(1)給每個(gè)訓(xùn)練集樣品賦以相應(yīng)的類型數(shù)值，同一類樣品的類型數(shù)值相同，不同類樣品的類型數(shù)值不同；(2)將訓(xùn)練集分為校正集和驗(yàn)證集，校正集用于建立模型，驗(yàn)證集用于檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停?3)對(duì)校正集樣品紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，選擇合適區(qū)間的光譜數(shù)據(jù)，結(jié)合PLS方法建立紅外光譜與類型數(shù)值的定量模型，并根據(jù)模型測(cè)定結(jié)果確定類型識(shí)別規(guī)則；(4)利用所建立模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證集樣品的類型數(shù)值，根據(jù)類型識(shí)別規(guī)則確定樣品類型，并與真實(shí)類型比較，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。(5)對(duì)于未知樣品的種類識(shí)別，首先測(cè)定中紅外吸收光譜，然后利用所建模型，測(cè)定其類型數(shù)值，根據(jù)識(shí)別規(guī)則，確定類型。所述識(shí)別方案的7個(gè)模型分述如下在模型1中，3號(hào)噴氣燃料、汽油和柴油的類型數(shù)值分別為1、500和1000 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于300，則該樣品為3號(hào)噴氣燃料；測(cè)定結(jié)果為300 700， 則該樣品為汽油；測(cè)定結(jié)果大于700時(shí)，該樣品為柴油。在模型2中，軍用柴油、輕柴油類型數(shù)值分別為1和100 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于陽，則該樣品為軍用柴油；測(cè)定結(jié)果大于陽，則該樣品為輕柴油。在模型3中，車用汽油、乙醇汽油類型數(shù)值分別為0和1 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于0.5，則該樣品為車用汽油；測(cè)定結(jié)果大于0.5，則該樣品為乙醇汽油。在模型4中，-10號(hào)軍用柴油、-35號(hào)軍用柴油數(shù)值分別為0和1 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于0. 5，則該樣品為-10號(hào)軍用柴油；測(cè)定結(jié)果大于0. 5，則該樣品為-35號(hào)軍用柴油。在模型5中，0號(hào)輕柴油、-10號(hào)輕柴油和-35號(hào)輕柴油數(shù)值分別為1、500和1000 ； 識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為0號(hào)輕柴油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為-10號(hào)輕柴油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為-35號(hào)輕柴油。在模型6中，90號(hào)乙醇汽油、93號(hào)乙醇汽油和97號(hào)乙醇汽油數(shù)值分別為1、500和 1000 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為90號(hào)乙醇汽油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為93號(hào)乙醇汽油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為97號(hào)乙醇汽油。在模型7中，90號(hào)車用汽油、93號(hào)車用汽油和97號(hào)車用汽油數(shù)值分別為1、500和 1000 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為90號(hào)車用汽油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為93號(hào)車用汽油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為97號(hào)車用汽油。本發(fā)明利用PLS建立和驗(yàn)證燃料類型數(shù)值與中紅外光譜的定量模型，并確定識(shí)別規(guī)則。對(duì)于待測(cè)樣品，先測(cè)定其中紅外光譜，然后利用模型計(jì)算出未知樣品的類型數(shù)值，然后根據(jù)識(shí)別規(guī)則確定種類和牌號(hào)。用戶只需進(jìn)行光譜測(cè)定，其余步驟由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成， 因此操作簡單，速度快，能夠在數(shù)分鐘內(nèi)成功將未知發(fā)動(dòng)機(jī)燃料識(shí)別為汽油、柴油和噴氣燃料，并可以進(jìn)一步識(shí)別為不同牌號(hào)。一方面可以指導(dǎo)用戶正確使用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，避免誤用燃料帶來的損失，另一方面可以用于質(zhì)量監(jiān)督部門，現(xiàn)場(chǎng)快速檢查燃料，提高打假能力，避免使用摻假燃料帶來的損失。


圖1本發(fā)明方法的識(shí)別方案；圖2所有樣品中紅外吸收光譜圖；圖3發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類模型校正集類型數(shù)值擬合值和真值關(guān)系；圖4發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類模型驗(yàn)證集類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系；圖5輕柴油和軍用柴油識(shí)別模型校正集類型數(shù)值擬合值和真值關(guān)系；圖6輕柴油和軍用柴油識(shí)別模型驗(yàn)證集類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系；圖7乙醇汽油和車用汽油識(shí)別模型校正集類型數(shù)值擬合值和真值關(guān)系；圖8乙醇汽油和車用汽油識(shí)別模型驗(yàn)證集類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系；圖9軍用柴油牌號(hào)識(shí)別模型的訓(xùn)練集類型數(shù)值擬合值和真值關(guān)系；圖10軍用柴油牌號(hào)識(shí)別模型訓(xùn)練集交互檢驗(yàn)類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系；
圖11輕柴油牌號(hào)識(shí)別模型校正集類型數(shù)值擬合值和真值關(guān)系；圖12輕柴油牌號(hào)識(shí)別模型驗(yàn)證集類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系；圖13乙醇汽油牌號(hào)識(shí)別模型的訓(xùn)練集類型數(shù)值擬合值和真值關(guān)系；圖14乙醇汽油牌號(hào)識(shí)別模型訓(xùn)練集交互檢驗(yàn)類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系；圖15車用汽油牌號(hào)識(shí)別模型校正集類型數(shù)值擬合值和真值關(guān)系；圖16車用汽油牌號(hào)識(shí)別模型驗(yàn)證集類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明方法的實(shí)施步驟如下第一步每一類收集一定數(shù)量樣品作為訓(xùn)練集；第二步測(cè)定訓(xùn)練集樣品的中紅外吸收光譜；第三步根據(jù)圖1的識(shí)別方案，分步進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)識(shí)別；第四步利用訓(xùn)練集樣品，采用偏最小二乘法(PLS)建立和驗(yàn)證7個(gè)識(shí)別模型；第五步對(duì)于未知發(fā)動(dòng)機(jī)燃料樣品的識(shí)別，首先測(cè)定其中紅外光譜，然后利用建立的識(shí)別模型和識(shí)別方案分步進(jìn)行種類和牌號(hào)識(shí)別。圖1的識(shí)別方案描述如下首先采用模型1，將未知燃料識(shí)別為汽油、3號(hào)噴氣燃料和柴油三大類燃料；若未知燃料的模型1識(shí)別結(jié)果為柴油，則采用模型2將柴油進(jìn)一步識(shí)別為軍用柴油和輕柴油；最后分別采用模型4將軍用柴油識(shí)別為-10號(hào)軍用柴油和-35號(hào)軍用柴油；采用模型5將輕柴油識(shí)別為0號(hào)輕柴油、-10號(hào)輕柴油和-35號(hào)輕柴油；若未知燃料的模型1識(shí)別結(jié)果為汽油，則采用模型3將汽油進(jìn)一步識(shí)別為乙醇汽油和車用汽油；最后分別采用模型6將乙醇汽油識(shí)別為90號(hào)乙醇汽油、93號(hào)乙醇汽油和97 號(hào)乙醇汽油；采用模型7將車用汽油識(shí)別為90號(hào)車用汽油、93號(hào)車用汽油和97號(hào)車用汽油。PLS方法識(shí)別模型建立和驗(yàn)證步驟(1)給每個(gè)訓(xùn)練集樣品賦以相應(yīng)的類型數(shù)值，同一類樣品的類型數(shù)值相同，不同類樣品的類型數(shù)值不同；(2)將訓(xùn)練集分為校正集和驗(yàn)證集，校正集用于建立模型，驗(yàn)證集用于檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停?3)對(duì)校正集樣品紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，選擇合適區(qū)間的光譜數(shù)據(jù)，結(jié)合PLS方法建立紅外光譜與類型數(shù)值的定量模型，并模型測(cè)定結(jié)果確定類型識(shí)別規(guī)則；(4)利用所建立模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證集樣品的類型數(shù)值，根據(jù)類型識(shí)別規(guī)則確定樣品類型，并與真實(shí)類型比較，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。(5)對(duì)于未知樣品的種類識(shí)別，首先測(cè)定中紅外吸收光譜，然后利用所建模型，測(cè)定其類型數(shù)值，根據(jù)識(shí)別規(guī)則，確定類型。所述識(shí)別方案的7個(gè)模型分述如下在模型1中，3號(hào)噴氣燃料、汽油和柴油的類型數(shù)值分別為1、500和1000 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于300，則該樣品為3號(hào)噴氣燃料；測(cè)定結(jié)果為300 700， 則該樣品為汽油；測(cè)定結(jié)果大于700時(shí)，該樣品為柴油。在模型2中，軍用柴油、輕柴油類型數(shù)值分別為1和100 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于陽，則該樣品為軍用柴油；測(cè)定結(jié)果大于陽，則該樣品為輕柴油。在模型3中，車用汽油、乙醇汽油類型數(shù)值分別為0和1 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于0.5，則該樣品為車用汽油；測(cè)定結(jié)果大于0.5，則該樣品為乙醇汽油。在模型4中，-10號(hào)軍用柴油、-35號(hào)軍用柴油數(shù)值分別為0和1 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于0. 5，則該樣品為-10號(hào)軍用柴油；測(cè)定結(jié)果大于0. 5，則該樣品為-35號(hào)軍用柴油。在模型5中，0號(hào)輕柴油、-10號(hào)輕柴油和-35號(hào)輕柴油數(shù)值分別為1、500和1000 ； 識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為0號(hào)輕柴油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為-10號(hào)輕柴油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為-35號(hào)輕柴油。在模型6中，90號(hào)乙醇汽油、93號(hào)乙醇汽油和97號(hào)乙醇汽油數(shù)值分別為1、500和 1000 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為90號(hào)乙醇汽油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為93號(hào)乙醇汽油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為97號(hào)乙醇汽油。在模型7中，90號(hào)車用汽油、93號(hào)車用汽油和97號(hào)車用汽油數(shù)值分別為1、500和 1000 ；識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為90號(hào)車用汽油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為93號(hào)車用汽油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為97號(hào)車用汽油。用戶可以采用本發(fā)明方法，根據(jù)實(shí)際的燃料類型，可以有針對(duì)性的選擇或者進(jìn)行更新，實(shí)現(xiàn)燃料種類和牌號(hào)的識(shí)別。下面通過實(shí)例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。實(shí)例1 發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類識(shí)別模型的建立和驗(yàn)證1)收集訓(xùn)練集樣品從我國各個(gè)煉油廠收集汽油、柴油和3號(hào)噴氣燃料共884個(gè)樣品，其中汽油樣品 546個(gè)，柴油樣品238個(gè)，3號(hào)噴氣燃料100個(gè)。2)測(cè)定訓(xùn)練集樣品紅外光譜采用TENSOR 27中紅外光譜儀測(cè)定訓(xùn)練集樣品中紅外吸收光譜，光譜范圍 600cm-1 4000cm-1。透射樣品池，0. Imm光程，譜圖見圖2。3)噴氣燃料、汽油和柴油的類型數(shù)值分別為1、500和1000。將將訓(xùn)練集分為校正集和驗(yàn)證集，數(shù)目分別為530和354。利用校正集樣品結(jié)合PLS方法建立樣品類型數(shù)值與光譜的模型，建模參數(shù)見表1，然后利用驗(yàn)證集進(jìn)行檢驗(yàn)，校正集類型數(shù)值的擬合值和真值關(guān)系見圖3，驗(yàn)證集類型數(shù)值預(yù)測(cè)值與真值關(guān)系見圖4。根據(jù)圖3結(jié)果確定識(shí)別規(guī)則當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于300，則該樣品為3號(hào)噴氣燃料；測(cè)定結(jié)果為300 700，則該樣品為汽油；測(cè)定結(jié)果大于700時(shí)，該樣品為柴油。利用該規(guī)則識(shí)別驗(yàn)證集樣品的樣品類型。識(shí)別結(jié)果見表1，校正集和驗(yàn)證集識(shí)別率均為100%，該模型可以使用。表1發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類模型參數(shù)和識(shí)別結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)的中紅外光譜方法，包括如下步驟第一步每一種燃料收集一定數(shù)量樣品作為訓(xùn)練集；第二步測(cè)定訓(xùn)練集樣品的中紅外吸收光譜；第三步確定識(shí)別方案采用多個(gè)模型分步進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)識(shí)別；第四步利用訓(xùn)練集樣品，采用偏最小二乘法建立和驗(yàn)證識(shí)別方案的模型；第五步對(duì)于未知發(fā)動(dòng)機(jī)燃料樣品的識(shí)別，首先測(cè)定其中紅外光譜，然后利用建立的識(shí)別模型和識(shí)別方案進(jìn)行種類和牌號(hào)識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)燃料包括汽油、柴油和噴氣燃料；其中，汽油包括90號(hào)、93號(hào)、97號(hào)的車用汽油和90號(hào)、93號(hào)、97號(hào)的乙醇汽油；柴油包括0號(hào)、"10號(hào)、-35號(hào)的輕柴油和-10號(hào)、-35號(hào)的軍用柴油；噴氣燃料為3號(hào)噴氣燃料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第三步識(shí)別方案如下依次采用7個(gè)模型進(jìn)行識(shí)別；首先采用模型1，將未知燃料識(shí)別為汽油、3號(hào)噴氣燃料和柴油三大類燃料；若未知燃料的模型1識(shí)別結(jié)果為柴油，則采用模型2將柴油進(jìn)一步識(shí)別為軍用柴油和輕柴油；最后分別采用模型4將軍用柴油識(shí)別為-10號(hào)軍用柴油和-35號(hào)軍用柴油；采用模型5將輕柴油識(shí)別為0號(hào)輕柴油、-10號(hào)輕柴油和-35號(hào)輕柴油；若未知燃料的模型1識(shí)別結(jié)果為汽油，則采用模型3將汽油進(jìn)一步識(shí)別為乙醇汽油和車用汽油；最后分別采用模型6將乙醇汽油識(shí)別為90號(hào)乙醇汽油、93號(hào)乙醇汽油和97號(hào)乙醇汽油；采用模型7將車用汽油識(shí)別為90號(hào)車用汽油、93號(hào)車用汽油和97號(hào)車用汽油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第四步的最小二乘法識(shí)別模型建立和驗(yàn)證步驟如下(1)給每個(gè)訓(xùn)練集樣品賦以相應(yīng)的類型數(shù)值，同一類樣品的類型數(shù)值相同，不同類樣品的類型數(shù)值不同；(2)將訓(xùn)練集分為校正集和驗(yàn)證集，校正集用于建立模型，驗(yàn)證集用于檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停?3)對(duì)校正集樣品紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，選擇合適區(qū)間的光譜數(shù)據(jù)，結(jié)合PLS方法建立紅外光譜與類型數(shù)值的定量模型，并根據(jù)模型測(cè)定結(jié)果確定類型識(shí)別規(guī)則；(4)利用所建立模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證集樣品的類型數(shù)值，根據(jù)類型識(shí)別規(guī)則確定樣品類型，并與真實(shí)類型比較，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。(5)對(duì)于未知樣品的種類識(shí)別，首先測(cè)定中紅外吸收光譜，然后利用所建模型，測(cè)定其類型數(shù)值，根據(jù)識(shí)別規(guī)則，確定類型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模型1中，3號(hào)噴氣燃料、汽油和柴油的類型數(shù)值分別為1、500和1000 ；識(shí)別規(guī)則為當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于300，則該樣品為3號(hào)噴氣燃料；測(cè)定結(jié)果為300 700，則該樣品為汽油；測(cè)定結(jié)果大于700時(shí)，該樣品為柴油。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模型2中，軍用柴油、輕柴油類型數(shù)值分別為1和100 ；識(shí)別規(guī)則為當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于55，則該樣品為軍用柴油； 測(cè)定結(jié)果大于陽，則該樣品為輕柴油。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模型3中，車用汽油、乙醇汽油類型數(shù)值分別為O和1 ；識(shí)別規(guī)則為當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于0. 5，則該樣品為車用汽油；測(cè)定結(jié)果大于0.5，則該樣品為乙醇汽油。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模型4中，-10號(hào)軍用柴油、-35號(hào)軍用柴油數(shù)值分別為0和1 ；識(shí)別規(guī)則為當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于0.5，則該樣品為-10 號(hào)軍用柴油；測(cè)定結(jié)果大于0. 5，則該樣品為-35號(hào)軍用柴油。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模型5中，0號(hào)輕柴油、-10號(hào)輕柴油和-35號(hào)輕柴油數(shù)值分別為1、500和1000 ；識(shí)別規(guī)則為當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于 250，則該樣品為0號(hào)輕柴油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為-10號(hào)輕柴油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為-35號(hào)輕柴油。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模型6中，90號(hào)乙醇汽油、93號(hào)乙醇汽油和97號(hào)乙醇汽油數(shù)值分別為1、500和1000 ；識(shí)別規(guī)則為當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為90號(hào)乙醇汽油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為93號(hào)乙醇汽油， 測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為97號(hào)乙醇汽油；所述模型7中，90號(hào)車用汽油、93號(hào)車用汽油和97號(hào)車用汽油數(shù)值分別為1、500和1000 ；識(shí)別規(guī)則為當(dāng)模型類型數(shù)值測(cè)定結(jié)果小于250，則該樣品為90號(hào)車用汽油；測(cè)定結(jié)果為250 750，則該樣品為93號(hào)車用汽油，測(cè)定結(jié)果大于750時(shí)，則該樣品為97號(hào)車用汽油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料種類和牌號(hào)中紅外光譜方法，該方法包括每類收集一定數(shù)量樣品作為訓(xùn)練集；測(cè)定訓(xùn)練集樣品中紅外吸收光譜；給訓(xùn)練集的樣品賦以一類型數(shù)值；采用偏最小二乘法建立各類燃料類型數(shù)值與紅外光譜的模型，并確定識(shí)別規(guī)則。對(duì)于未知發(fā)動(dòng)機(jī)燃料樣品的識(shí)別，用戶只需測(cè)定其紅外吸收光譜，然后由計(jì)算機(jī)利用該光譜，結(jié)合所建立模型測(cè)定其類型數(shù)值，結(jié)合識(shí)別規(guī)則進(jìn)行種類和牌號(hào)識(shí)別。本發(fā)明方法可在數(shù)分鐘內(nèi)快速判斷發(fā)動(dòng)機(jī)種類，確定其牌號(hào)，提高燃料打假能力，避免用戶誤用燃料或者使用摻假燃料帶來的損失。
文檔編號(hào)G06K9/62GK102338743SQ20111013972
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者任連嶺, 周友杰, 安高軍, 熊春華, 田高友, 魯長波 申請(qǐng)人:中國人民解放軍總后勤部油料研究所