[发明专利]一种润滑油新油质量快速检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种润滑油新油质量快速检测方法，具体地说，涉及一种通过中红外光谱结 合多元校正技术，快速检测润滑油化学组成含量、理化性质、主要元素以及添加剂元素共19 种质量参数的方法。

背景技术

润滑油是装备的血液，其质量好坏与装备性能密切相关，需要用户不定期监控其质量， 及早发现问题，避免使用质量不合格的润滑油，导致装备不能正常运行。在实际使用过程中， 常采用润滑油产品规定的方法对润滑油各个质量逐一分析。分析周期长，一名分析工作者， 完成润滑油的化学组成、理化质量指标、元素分析等检测需要至少两周时间；需要多台分析 设备，设备费用昂贵，完成上述分析需要数百万元设备；需要化学试剂，环境和人员不友好。 因此，采用传统的常规方法无法满足润滑油质量快速监控要求。因此，需要研制润滑油质量 快速检测技术。中红外光谱技术是一种快速分析方法，常用于润滑油的在用油质量监控，比 如ASTME 2412方法采用中红外光谱技术测定润滑油在用油的氧化值、磺化值、硝化值以及燃 油稀释等指标，监控润滑油质量。目前，还没有报道采用中红外光谱同时快速检测润滑油化 学组成、元素含量以及闪点、倾点等质量指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种润滑油新油质量快速检测方法，具体地说，是一种通过中红外 光谱结合多元校正技术，快速检测润滑油化学组成含量、理化性质、主要元素以及添加剂元 素共19种质量参数的方法。

本发明提供的润滑油质量快速检测方法，包括如下步骤：

(1)收集具有代表性的润滑油样品作为训练集；

(2)测定训练集润滑油样品的红外光谱，并进行相应的预处理，其预处理后的光谱数据 作为变量；

(3)选择合适的多元校正方法，建立润滑油新油质量指标与光谱之间的关系模型；

(4)对于待测润滑油样品的质量检测，首先测定其红外光谱，并经过与第(2)相同的 预处理，然后利用第(3)步建立的润滑油质量分析模型，测定润滑油质量指标。

所述红外光谱测定方式用透射方式，也可以用ATR反射方式。

所述预处理包括均值中心化、标准化、平滑、一阶微分、二阶微分、多元散射校正、标 准正态变量变换、归一化、正交信号校正、小波变换。

上述第(3)步所述的多元校正方法为偏最小二乘法(PLS)。

上述第(3)步所述的质量指标包括饱和烃含量、芳香烃含量、胶质含量、闪点、倾点、 C含量、H含量、C/H、S含量、P含量、N含量、Ca含量、Zn含量、Al含量、Fe含量、Mn 含量、Na含量、Pb含量和Si含量共计19种质量指标。

上述第(3)步关系模型的建立和验证指按照ASTM E 1655方法进行，具体步骤如下：

第一步：收集训练集样品；

第二步：测定训练集样品红外光谱；

第三步：测定训练集各质量参数；

第四步：选择校正集和验证集，从训练集中选择一定数量的样品作为校正集，用于建立 模型；其余部分作为验证集用于检验模型；

第五步：建立模型，利用校正集样品，采用偏最小二乘法建立红外光谱指标与质量指标 Y的关系模型，建模的具体过程如下：

首先把校正集的吸光度数据A分解为吸光度得分矩阵T和光谱载荷矩阵P乘积，把质量 指标Y分解为浓度得分矩阵U和浓度载荷矩阵Q的乘积，即A_(n×m)＝T_(n×d)P_(d×m)、Y_(n×l)＝U _(n×d)Q_(d×l)；

然后U和T进行线性回归，U_(n×d)＝T_(n×d)B_(d×d)，建立质量指标Y与光谱之间的关系模 型：Y_(n×l)＝T_(n×d)B_(d×d)Q_(d×l)。

对于未知样品，其吸光度矩阵为A_unk，则由A_unk＝T_unkP关系可以求出T_unk，则待测物质 量指标可以计算求出：Y_unk＝T_unkBQ。