汽油辛烷值快速檢測方法分析

潘東東(貴州省產品質量監(jiān)督檢驗院，貴州貴陽550014)

汽油辛烷值快速檢測方法分析

潘東東(貴州省產品質量監(jiān)督檢驗院，貴州貴陽550014)

汽油辛烷值的檢測對于保證汽車燃料的安全具有重要作用。汽油辛烷值快速檢測方法應用的模型和算法以及儀器設備都會對預測精度造成一定的影響，因此為保證快速檢測方法的實用性，應該對模型和算法進行進一步的研究。本文將對汽油辛烷值的快速檢測方式做出一定的分析。這些快速檢測方法主要有拉曼光譜法、氣相色譜法以及近紅外光譜法。

汽油辛烷值；快速檢測；分析

汽車發(fā)動機在運行中，由于燃料沒有經過正常燃燒會出現金屬敲擊聲、排氣含黑煙的情況，通常把這種現象稱為爆震，爆震不僅會降低發(fā)動機的熱效率，還會造成零部件的損傷。辛烷值指的就是汽車的抗爆性能，辛烷值越高，證明燃料燃燒越充分，尾氣排放中有有害氣體越少，對環(huán)境損害越小。在生產中，標準檢測方式可以保證精準度，但快速檢測方式在工業(yè)生產中依然有存在的價值。

1 拉曼光譜法

拉曼光譜法是一種重要的辛烷值快速檢測方法，具有樣品處理簡單、分析速度快、效率高、重現性好的優(yōu)點。并且使用這種方式進行檢測，受到水分的干擾較小，可以保證樣品的無損性。即便針對非極性的基團，拉曼光譜法也可以通過一定處理得到較強的吸收譜帶，從而進行有效分析。可見拉曼光譜法很適合含碳量高、含拉氫基團較高的汽油樣品的辛烷值檢測。2010年，對拉曼光譜法的研究取得巨大進展，并設計出辛烷值拉曼光譜在線檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在線監(jiān)控汽油中的組分變化，同時根據數據的情況顯示對應的拉曼光譜曲線。通過對光柵型和傅立葉變換型光譜儀特點的對比，決定使用光柵型拉曼光譜儀對辛烷值進行在線檢測。

在檢測時，需要使用化學計量的方式，對檢測數據和標準屬性數據進行關聯，同時建立合理的分析模型，通過模擬驗算的方式，對辛烷值進行快速預測，并通過最終數據實際進行調和。實踐證明，這種方式的測試速度快、分析時間短、檢測費用低、經濟效益較好。

2 氣相色譜法

氣相色譜分析法也是一種快速的辛烷值檢測方法。具體原理是通過利用汽油中不同組分的沸點差異，對不同成分進行分離，然后進行進一步的分析確定主要成分的含量。氣相色譜法屬于對比法，前提是需要將汽油中的成分進行有效分離，就分離技術而言，國內依然具備一定的難度。2003年，使用氣相色譜法檢測辛烷值時，通過對汽油成分的簡單分離，將氣相色譜法得到的結果關聯建模，同時對其中的辛烷值進行計算。汽油的成分可以使用高分辨毛細管柱完成測定，并將單體烴組分成兩組，從而構成兩個變量，同時建立實測辛烷值與兩個變量之間的回歸模型。進行分析時，可以利用模型與樣品的關聯情況計算樣品的辛烷值。通過對比，這種關聯計算方式的誤差較小。并且具有操作簡單、樣品耗費量小的優(yōu)點。

使用毛細管氣相色譜法對汽油單體烴進行分離后，還可以用PONA汽油組成軟件對汽油單體烴進行定性、定量、Pona組成計算。通過將汽油單體烴的具體分組，可以建立更加準確的回歸模型，從而進一步提高了精準程度。通過這種方法可以反應出汽油單體烴與辛烷值之間的關系，具有一定的研究價值。

3 近紅外光譜法

近紅外光譜法也是一種常用的辛烷值快速檢測方法，相比于氣相色譜法，近紅外光譜法屬于間接分析法。具體原理是利用一組汽油標準樣品，將汽油的近紅外光譜數據與汽油的辛烷值之間建立一定的關聯模型，通過對模型的研究分析，預測汽油樣品的辛烷值情況。通過這種方式進行辛烷值的檢測，精確度會受到測量檢測儀器和模型精度的影響。

現有一種近紅外光譜在線分析儀，可以完成在線測量、光譜預處理以及實時建模等工作，可通過卷積法對原始數據進行標準歸一化處理。目前該儀器已經應用于生產中，并取得一定的成果。間接檢測方式存在一定偏差，并且汽油辛烷值的預測具有一定的非線性特點，因此可以使用主成分回歸殘差神經網絡校正算法和主成分回歸算法相互結合的方式，可以提高近紅外光譜的預測能力，從而提高精確度。

通過對大量近紅外光譜數據的采集，并對預測模型進行進一步的優(yōu)化，比較了以下幾種模型和算法：最小均方二乘法(PLS)、神經網絡(ANN)和支持向量機(SVM)的辛烷值預測模型，發(fā)現支持向量法更加穩(wěn)定可靠，對于小樣本的預測更具優(yōu)勢。使用該模型進一步對預測情況進行研究，通過對相關參數的優(yōu)化，主分量的預測已經接近原始光譜的數據情況。

4 結語

綜上所述，汽油辛烷值的在線監(jiān)測工作隨著工業(yè)生產規(guī)模的擴大，需求量不斷提高。以上幾種快速檢測方法相比于國內標準檢測方式盡管存在一定偏差，但在生產中依然具有重要的作用。隨著模型精度的提高以及算法技術的不斷成熟，快速檢測方法一定會發(fā)揮更大的作用，為企業(yè)生產提供強大的動力。希望通過本文論述，為同行從業(yè)者提供一定借鑒與參考。

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姓名;潘東東（1987-），性別;男，籍貫;貴州安順，民族;漢，職稱;助理工程師，學歷;本科。