[发明专利]一种由近红外光谱预测原油性质的方法

摘要

一种由近红外光谱预测原油性质的方法，包括收集各种类型原油样品，用常规方法测定其物性数据，并测定近红外光谱，进行二阶微分处理，选取4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的吸光度与原油样品对应的物性数据建立原油样品近红外光谱数据库，将待测原油样品在上述谱区的吸光度构成光谱矢量x，通过计算识别参数Qi,取Qi值最大的u个邻近原油样品，组成邻近物性数据库，并以此为基准，通过随机虚拟建立虚拟数据库，由其中识别成功的若干与待测原油接近的虚拟数据库样品的性质通过加权计算预测待测原油的性质。该法可有效提高原油性质的预测准确性。

主权项

一种由近红外光谱预测原油性质的方法，包括如下步骤：(1)收集各种类型原油样品，用常规方法测定其性质数据，并测定近红外光谱，将原油样品的近红外光谱进行二阶微分处理，选取4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的吸光度与原油样品对应的性质数据建立原油样品近红外光谱数据库，(2)测定待测原油样品的近红外光谱并进行二阶微分处理，选取4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的吸光度构成光谱矢量x，(3)计算光谱矢量x与原油样品近红外光谱数据库每个样品在4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的每个移动相关系数，按式(Ⅰ)计算每个数据库样品的识别参数Qi，Qi=Σj=1nrji,i=1,2,...,m---(I)]]>式(Ⅰ)中，rji为移动相关系数；i为所用光谱数据库中样品的序号，j为移动窗口的序号，n为移动窗口总数，m为所用光谱数据库样品总数，(4)计算阈值Qt，Qt＝(d‑w‑0.15)，其中d为近红外光谱在特征谱区吸光度的采样点数，w为移动窗口宽度；(5)取Qi值最大的u个邻近原油样品，从近红外光谱数据库中取其近红外光谱组成邻近光谱阵Nu×d，并将这u个原油样品对应的性质数据组成邻近性质数据阵Pu×k，k为原油样品的性质数据的种类个数，(6)随机取s个0～1之间的小数，将这s个小数进行归一化处理，得到由s个归一化小数构成的向量v，将向量v与邻近光谱阵Nu×d相乘，得到一个虚拟的原油光谱z；将向量v与邻近性质数据阵Pu×k相乘，得到该虚拟原油的性质向量p；重复虚拟过程，直至获得g个虚拟的原油光谱，及g个对应的虚拟原油的性质向量，将这g个虚拟的原油光谱组成虚拟光谱阵Vg×d和虚拟性质数据阵Wg×k，为虚拟光谱库，(7)计算光谱矢量x与虚拟光谱阵Vg×d每个样品在4628～4000cm‑1和6076～5556cm‑1谱区的每个移动相关系数，按(3)步式(Ⅰ)计算虚拟光谱阵每个样品的识别参数Qi，将Qi大于阈值Qt，且每一个移动相关系数都不小于0.9900的虚拟原油样品选出，为识别成功的原油样品，共计t个，将其与设定的样品个数a比较，a＝5～30，(8)若t≥a，则从虚拟光谱阵Vg×d中，取识别参数Qi最大的前a个虚拟原油光谱组成虚拟邻近光谱阵Ma×d，同时将这a个虚拟原油样品对应的性质数据组成虚拟邻近性质数据阵Ra×k，按式(II)计算待测原油样品的性质数据：qun=1Σj=1aQj(Q1R1+Q2R2+...+QaRa)---(II)]]>式(II)中，qun为待测原油的性质数据预测值；j＝1,2,…,a，Qj为待测原油与识别成功的虚拟邻近光谱阵中第j个原油样品的识别参数，Rj为虚拟邻近性质数据阵中第j个原油的性质数据向量，向量中性质数据的种类数为k。