近红外光谱技术在柴油分析中的应用

李俊 赵丽丽 徐建国

摘 要：本文Topnir近红外理论的研究，对其建模方式的讨论，以及将其运用到日常的柴油分析当中去，本方法具有样品量低分析速度快，分析效率高，对样品不破坏、分析成本低、无污染、操作方便、重现性好等优点。

关键词：近红外;车用柴油;非破坏性分析技术

0 前言

近红外光谱技术（NIR）是一种高效快速的现代分析技术，它综合运用了计算机技术、光谱技术和化学计量学等多个学科的最新研究成果，以其独特的优势在多个领域得到了日益广泛的应用。

1 原理简介

近红外区划分为近红外短波（780～1100nm）和近红外长波（1100～2526nm）两个区域。近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团C-H、O-H、N-H、S-H、P-H等振動的倍频和合频吸收。不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别。所以近红外光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成性质测量。

2 模型建立

Topnir使用的是拓扑学的方法来建立模型，拓扑学是几何学的一个分支，利用拓扑学建立的模型可以从各个方面关联新昌一个空间模型（光谱盒），通过不同的投影方向得到区分出不重叠的平面从而区分出不同的几何，通过周围样品的相关性质的到新样品的性质，同时将新样品的性质纳入模型中使得模型实现自我学习。

通过以上原理简介，要求我们在建立模型的时候尽可能的增大样品的离散型，使得模型拥有更多的空间学新的样品点。本次的建模数据见表1。

3 数据比对

人工分析和近红外分析结果比对见表2和表3。

表2和表3数据可以看出，近红外分析和人工分级结果满足规程再现性要求，不存在显著性差异。

由表4数据可以看出，近红外分析满足规程重现性性要求。

4 总结

通过数据比对，近红外分析与人工分析所得的结果不存在显著性差异，通常一个柴油人工分析需要8h才能完成而近红外只需要大概5min左右就可以完成，相比较而言近红外分析具有分析速度快、分析效率高、对样品无破坏，不使用任何化学试剂，分析成本大副度降低，无污染，操作简便等诸多优点，在车用柴油分析领域运用可以极大的降低劳动强度，提高工作效率。