[发明专利]基于熵最小法分析沥青成分的方法

摘要

本发明公开了基于熵最小法分析沥青成分的方法，其过程是：1)用气质连用(GC/MS)测定沥青四组分的谱图；2)基于熵最小原理分析沥青组分的谱图，得到气质连用(GC/MS)谱图中每个峰的组成物质。本发明得到的沥青成分准确，有非常高的代表性和可靠性，可以实现各种沥青如石油沥青、煤沥青、天然沥青(岩沥青、湖沥青)的种成分鉴定。

主权项

基于熵最小法分析沥青成分的方法，其特征在于，具体操作步骤如下：1)测定沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质的气质连用(GC/MS)谱图；1.1)首先对沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质分离；1.2)沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质的气质连用(GC/MS)谱图；2)基于熵最小原理分析沥青组分的谱图，得到气质连用(GC/MS)谱图中每个峰的组成物质；2.1)当一个样品，经过GC‑MS后，经计算机采样得到一套数据Ak×v，其中k是计算机采样次数，υ是数据通道数,将数据集Ak×u按照方程(1)进行奇异值分解(SVD)，然后将右奇异矩阵VTv×v没有物理意义的部分除去，将对角矩阵Sk×v中的全零部分去除，得到VTk×v和Sk×k，矩阵U我们没有用到；Ak×v=Uk×k×Sk×u×Vv×vT---(1)]]>2.2)对矩阵VTk×v中的每个行向量进行观察，那些看起来像背景噪声的行向量我们可以去除，例如从第j行向量以后看起来都是噪声，我们就把(j+1)‑k行向量都去掉，得到VTj×v.；2.3)从那些保留下来的VTj×v中，通过检视这些j个行向量，使用者可能对某一个或几个峰，或者是某一区间有兴趣，并开始运算；2.4)首先，一个随机向量T1′j由计算机生成，该T向量将由所使用的优化算法自动更新，直到找到最优值；通过T，一个和纯谱有关的向量aest通过方程(2)得到；aest将根据T的变化而变化，直到优化结束方程；最后得到的aest我们认为就是纯谱；方程(2)中的S矩阵可用，也可不用，根据实际需要而定；al×vest=Tl×j×(Sj×j×Vj×vT)---(2)]]>2.5)将aest用锁定的峰或区间中的最高峰，按照方程(3)单位化,单位化后的向量，这个过程就是我们的“锁峰”过程，其中，a’和a”是锁定的峰和区间；a^l×v=al×vestmax(a′)+max(a′′)---(3)]]>2.6)利用的得到的ahat构建优化方法的目标函数和罚函数，方程(4)是总的目标和法函数，具体目标函数和罚函数，根据不同类型的谱图，有不同的表达方式，详细请参考相关文献，其中P函数是罚函数,通过方程(5)，计算得到伪浓度信息；min(G)=Σva^l×v+P(a^l×v,c^k×l)---(4)]]>c^k×1=Ak×v×a^v×lT×(a^v×l×a^v×lT)-1---(5)]]>2.7)检测目标函数的值，看是否已经达到优化终点？如果达到了，那么就输出纯谱aest，和伪浓度Ckx1，如果没有达到优化终点，那么就将由优化方法，重新生成一个T1xj，返回到步骤2.4到2.7重新计算，直到优化结束；重复步骤2.3到2.7，就可以锁定不同的峰或区间，运行算法，得到不同的纯谱和相关浓度，然后就可得到混合谱中的其他，或者是全部纯谱信息。