[发明专利]一种由红外光谱预测原油性质的方法

权利要求书

1.一种由红外光谱预测原油性质的方法，包括如下步骤：

(1)收集一组原油样品，样品数量至少为200，用标准方法测定原油样品的性质数据，

(2)测定原油样品的近红外光谱和中红外光谱，将光谱进行二阶微分后，取特征谱区的吸光度，与原油样品对应的性质数据组成原油光谱数据库，所述的特征谱区为：W1＝1650～1800cm^-1，W2＝4000～4500cm^-1，W3＝4500～5000cm^-1，W4＝5000～5500cm^-1，W5＝5500～6000cm^-1，

(3)计算原油光谱数据库中每个原油样品在上述五个特征谱区的吸光度在X轴和Y轴的极坐标投影得分，得到其得分向量，并由各原油样品的得分向量建立原油光谱拟合数据库，

(4)测定待测原油的中红外光谱和近红外光谱，进行二阶微分处理，取其在上述特征谱区的吸光度，计算吸光度在X、Y轴的极坐标投影得分，构成待测原油的极坐标投影得分向量，

(5)根据待测原油的极坐标投影得分向量，按下述方法进行拟合处理，

a)按式③对待测原油的拟合向量进行拟合，

式③中，p_x为待测原油的极坐标投影得分向量，p_i为原油拟合数据库第i个原油样品的极坐标投影得分向量，k为拟合数据库样品的数目，a_i为拟合数据库第i个原油样品对应的拟合系数，

拟合系数a_i采用经典的非负约束最小二乘法求出，即满足如下目标函数：

b)将上述求得的拟合系数a_i中所有的非零拟合系数提取出来，按式④进行归一化处理，得到归一化的拟合系数b_i，

式④中，g为非零拟合系数的个数，

c)按式⑤计算待测原油的拟合向量，

(6)按式⑥计算待测原油极坐标投影得分拟合向量的拟合度d，

式⑥中，p_xi为待测原油的第i个极坐标投影得分，为拟合向量的第i个极坐标投影得分，

(7)若d小于设定的阈值，按式⑦预测待测原油的呈线性加合性的性质，

式⑦中，为待测原油的预测性质数据，b_i为参与拟合的库样品光谱的归一化拟合系数，q_i为参与拟合的库样品对应的呈线性加合性的性质数据，

所述的阈值d_v的确定方法为：取一个原油样品，重复测定三次中红外光谱和近红外光谱，对每次测定的光谱均进行二阶微分处理，计算其在W1＝1650～1800cm^-1，W2＝4000～4500cm^-1，W3＝4500～5000cm^-1，W4＝5000～5500cm^-1，W5＝5500～6000cm^-1五个特征谱区的吸光度在X轴和Y轴的极坐标投影得分，将10个极坐标投影得分构成得分向量pv，按式⑧计算任意两次测定光谱所得的得分向量之间的伪拟合度(sr)值，取最大的sr值，乘以系数0.75即为阈值，

式⑧中，pv_j和pv_j'分别为两次重复测定的红外光谱所得的得分向量的第j个极坐标投影得分。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于分别按式①、②计算原油样品特征谱区的吸光度在X轴、Y轴的极坐标投影得分，

式①、②中，PCx^Wp表示原油样品特征光谱区Wp的吸光度在X轴的极坐标投影得分，PCy^Wp表示原油样品特征光谱区Wp的吸光度在Y轴的极坐标投影得分，n为原油样品在特征光谱区Wp采集吸光度的波长点数，I_i+1为原油样品在特征光谱区Wp第i+1个波长点处的吸光度，i＝0,1,2,…,n-1，p为五个特征谱区的序号，p为1～5。