[发明专利]一种快速识别汽油牌号的拉曼光谱方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用拉曼光谱技术快速识别汽油牌号的方法，特别涉及一种采用拉曼光谱技术与化学计量学方法相结合的快速识别汽油牌号的方法。

背景技术

汽油牌号由汽油的辛烷值决定，如93号汽油的研究法辛烷值要求不低于93个单位。辛烷值表征汽油的抗爆指数，即汽油在发动机内燃烧时抵抗爆震得能力，汽油的辛烷值越高，表示其抗爆性越好。目前，我国的汽油牌号主要为93#、97#两种。标准的汽油牌号识别方法为标准发动机法，我国的标准发动机法由国标GB／T503—1995[1]与GB／T5487—1995[2]规定([1]General Adminstration of Quaervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China(中国国家技术监督局)。Test Method for Knock Characteristics of Motor Fuels and Aviation Fuels by the Motor Method(GB／T503—1995汽油辛烷值测定法(马达法).Beijing：Standards Press of China(北京：中国标准出版社)，1995.[2]General Adminstration of Quaervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China(中国国家技术监督局)。Test Method for Knock Characteristics of Motor Fuels and AviatiOn Fuels by the Research Method(GB／T503—1995汽油辛烷值测定法(研究法).Beijing：Standards Press of China(北京：中国标准出版社)，1995.)。其基本原理为：在相同的发动机工作条件下，使用标准燃料和待测汽油运转单缸发动机进行抗暴性对比，抗震性和标准燃料相同的待测汽油的辛烷值即为对应标准燃料异辛烷百分比。由此可见，标准的汽油牌号识别方法步骤复杂、测定时间长，而且实验室标准单缸发动机价格昂贵，使用成本高。因此快速、准确地测定汽油的组成信息，对于保障汽油质量、维护消费者合法利益、遏制汽车安全事故等都具有十分重要的意义。

鉴于传统的准汽油牌号识别方法存在操作步骤复杂、成本高等不足，目前一些先进的检验检测手段被应用在汽油牌号识别，其中最具有代表性的是近红外光谱法。近红外光谱法是近年来广泛获得重视的汽油识别方法。其原理是基于汽油在近红外光谱段(700—2500nm)的C—H振动泛频和组频产生的光谱吸收带信息丰富，且近红外光谱测量一般在几秒钟完成，为快速鉴别汽油牌号提供的现场、无损的检验方法，深受市场青睐。但由于不同牌号汽油的近红外光谱信号差异度较小，致使误判率较高。

拉曼光谱(Raman spectrosopy)技术是一门基于拉曼散射效应而发展起来的光谱分析技术，研究的是分子振动、转动信息，汽油的拉曼光谱的特征信息非常丰富，不同牌号汽油因其拉曼特征谱图差异度显著大于近红外光谱技术，且也可在几秒内完成检测。因此，如何实现用拉曼光谱技术进行汽油牌号的快速、准确识别，以便对汽油质量进行及时的现场检测监管，是目前急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用拉曼光谱法快速识别汽油牌号的方法，该方法基于便携化拉曼光谱仪，采用拉曼光谱技术与化学计量学方法相结合的技术途径，实现快速、低成本、现场识别汽油的牌号，单个样品扫描时间只需2—3分钟，将汽油拉曼光谱进行导数处理，并结合主成分分析法提取汽油拉曼特征，进而进行分类识别。该方法操作简便快速，适合现场检测需要、易于普及推广，从而达到对汽油牌号的快速鉴别和监控管理，保障消费者的利益。

本发明主要采用拉曼光谱与化学计量学结合的技术进行汽油牌号快速无损鉴定，具体步骤如下：

1)样品谱图采集

a.收集一定数量的汽油牌号为93#和97#的样品；

b.调节光谱扫描参数，激光能量参数选择300mw，积分参数选择10s，这两个参数用来选择最佳拉曼峰强度；

其中采用的便携式拉曼光谱仪由中国检验检疫科学研究院研制，激光光源发射波长为785nm的近红外激光，另外必达泰克公司可提供满足测试要求的便携式拉曼光谱仪。