[发明专利]一种测定内燃机油粘度指数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机油质量性能的定量分析技术领域，具体是指一种应用二维阿达玛变换近红外光谱分析技术、结合现代化学计量学的测定内燃机油粘度指数的方法。

背景技术

测定内燃机油粘度指数的常规方法是国家标准方法GB/T1995-80。该测定方法需要测定内燃机油样品40℃和100℃的运动粘度，然后通过相应的计算得到内燃机油的粘度指数，存在耗时费力、测定程序繁琐等缺点。

近年来，由于近红外光谱技术、化学计量学和计算机软件技术的有机结合，使近红外光谱技术在复杂物质的分析上发展迅速，应用范围越来越广泛，并以其测定速度快、操作简便和对样品的非破坏性等特点而日益受到重视。内燃机油的粘度指数与其结构和组成关系密切，从近红外光谱表征的基本结构单元X-H官能团来分析，CH₂官能团表征粘度指数增大，这里主要表征的是正构烷烃和粘度指数改进剂组成；CH₃官能团表征粘度指数降低，这里主要表征的是支链烷烃组成。因此，内燃机油的近红外光谱中隐含有粘度指数的信息，但是由于内燃机中对粘度指数起主要作用的是少量加入的粘度指数改进剂，其信息在近红外光谱区的响应相对较小，给定量分析带来较大误差。内燃机油大部分组成是非极性的烷烃、环烷烃等基础油，而加入的添加剂大部分是极性物质，在不同外界电压的扰动下，极性物质产生定向移动，以及在电场下各种组成结构分子偶极距的变化都会对内燃机油近红外光谱图产生影响，会有相应的信息增强。因此采用内燃机油近红外光谱中提取的信息测定其粘度指数是可行的。虽然应用近红外光谱技术分析石油产品质量指标的报道很多，但迄今为止未见有应用二维近红外光谱技术测定内燃机油粘度指数的报道。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种快速实时、操作简单测定内燃机油粘度指数的方法。

本发明所述一种测定内燃机油粘度指数的方法，其特征是，它包括如下步骤：

第一步选择具有代表性的内燃机油样品作为建立多元回归预测模型的标准样品集；

第二步使用阿达玛变换近红外光谱仪和电压外扰装置测定标准样品集中每个内燃机油的在不同电压或频率下的二维近红外光谱；

第三步采用国家标准方法GB/T1995-80测定标准样品集中每个内燃机油样品的粘度指数，作为与样品集近红外光谱一一对应的化学值；

第四步采用多元校正方法建立和优化多元回归预测模型，用交互验证法来确定最优主因子数，选取预测残差平方和(PRESS，Predictive Residual Error Sumof Squares)来决定最优回归模型。PRESS按照以下方式确定：

PRESS=Σi=1M(Differi)2]]>

其中，Differ_i为第i个样品的化学值和预测值之差，M为样品数；

第五步按照第二步的方法采集未知内燃机油样品的近红外光谱，将光谱输入预测模型，从而确定未知内燃机油样品的粘度指数。