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拉曼光谱结合偏最小二乘的甲醇汽油甲醇含量快速定量分析方法研究

李茂刚  闫春华  杜瑶  张天龙  李华  
【摘要】:甲醇汽油是一种用以替代传统汽油的新型燃料,其品质受到甲醇含量的严重影响。因此,甲醇汽油中甲醇含量的快速分析对其品质把控具有深远意义。基于拉曼光谱(Raman)结合偏最小二乘(PLS)建立了一种甲醇汽油中甲醇含量快速定量分析方法。采用激光拉曼光谱仪对49组甲醇汽油样品的Raman光谱进行采集,并进行光谱解析。比较了五种光谱预处理方法对甲醇汽油原始Raman光谱的预处理效果,并采用变量重要性投影(VIP)对小波变换(WT)预处理后的甲醇汽油Raman光谱数据进行了特征变量提取。其次,采用五折交叉验证(5-flod cross-validation (CV))对PLS校正模型的潜变量数目(LVs)及VIP阈值进行优化。在最优输入变量和模型参数下,分别构建了基于不同输入变量的PLS模型。研究表明,相较于原始光谱-偏最小二乘模型(RAW-PLS)和小波变换-偏最小二乘模型(WT-PLS),变量重要性投影-偏最小二乘模型(VIP-PLS)可以获得更好的分析性能,其预测集决定系数(R_p~2)为0.960 4,均方根误差(RMSEP)为0.0341。因此,Raman光谱结合PLS是一种快速准确的甲醇汽油中甲醇含量分析方法。

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