潘东东(贵州省产品质量监督检验院，贵州贵阳550014)

汽油辛烷值快速检测方法分析

潘东东(贵州省产品质量监督检验院，贵州贵阳550014)

汽油辛烷值的检测对于保证汽车燃料的安全具有重要作用。汽油辛烷值快速检测方法应用的模型和算法以及仪器设备都会对预测精度造成一定的影响，因此为保证快速检测方法的实用性，应该对模型和算法进行进一步的研究。本文将对汽油辛烷值的快速检测方式做出一定的分析。这些快速检测方法主要有拉曼光谱法、气相色谱法以及近红外光谱法。

汽油辛烷值；快速检测；分析

汽车发动机在运行中，由于燃料没有经过正常燃烧会出现金属敲击声、排气含黑烟的情况，通常把这种现象称为爆震，爆震不仅会降低发动机的热效率，还会造成零部件的损伤。辛烷值指的就是汽车的抗爆性能，辛烷值越高，证明燃料燃烧越充分，尾气排放中有有害气体越少，对环境损害越小。在生产中，标准检测方式可以保证精准度，但快速检测方式在工业生产中依然有存在的价值。

1 拉曼光谱法

拉曼光谱法是一种重要的辛烷值快速检测方法，具有样品处理简单、分析速度快、效率高、重现性好的优点。并且使用这种方式进行检测，受到水分的干扰较小，可以保证样品的无损性。即便针对非极性的基团，拉曼光谱法也可以通过一定处理得到较强的吸收谱带，从而进行有效分析。可见拉曼光谱法很适合含碳量高、含拉氢基团较高的汽油样品的辛烷值检测。2010年，对拉曼光谱法的研究取得巨大进展，并设计出辛烷值拉曼光谱在线检测系统，该系统可以在线监控汽油中的组分变化，同时根据数据的情况显示对应的拉曼光谱曲线。通过对光栅型和傅立叶变换型光谱仪特点的对比，决定使用光栅型拉曼光谱仪对辛烷值进行在线检测。

在检测时，需要使用化学计量的方式，对检测数据和标准属性数据进行关联，同时建立合理的分析模型，通过模拟验算的方式，对辛烷值进行快速预测，并通过最终数据实际进行调和。实践证明，这种方式的测试速度快、分析时间短、检测费用低、经济效益较好。

2 气相色谱法

气相色谱分析法也是一种快速的辛烷值检测方法。具体原理是通过利用汽油中不同组分的沸点差异，对不同成分进行分离，然后进行进一步的分析确定主要成分的含量。气相色谱法属于对比法，前提是需要将汽油中的成分进行有效分离，就分离技术而言，国内依然具备一定的难度。2003年，使用气相色谱法检测辛烷值时，通过对汽油成分的简单分离，将气相色谱法得到的结果关联建模，同时对其中的辛烷值进行计算。汽油的成分可以使用高分辨毛细管柱完成测定，并将单体烃组分成两组，从而构成两个变量，同时建立实测辛烷值与两个变量之间的回归模型。进行分析时，可以利用模型与样品的关联情况计算样品的辛烷值。通过对比，这种关联计算方式的误差较小。并且具有操作简单、样品耗费量小的优点。

使用毛细管气相色谱法对汽油单体烃进行分离后，还可以用PONA汽油组成软件对汽油单体烃进行定性、定量、Pona组成计算。通过将汽油单体烃的具体分组，可以建立更加准确的回归模型，从而进一步提高了精准程度。通过这种方法可以反应出汽油单体烃与辛烷值之间的关系，具有一定的研究价值。

3 近红外光谱法

近红外光谱法也是一种常用的辛烷值快速检测方法，相比于气相色谱法，近红外光谱法属于间接分析法。具体原理是利用一组汽油标准样品，将汽油的近红外光谱数据与汽油的辛烷值之间建立一定的关联模型，通过对模型的研究分析，预测汽油样品的辛烷值情况。通过这种方式进行辛烷值的检测，精确度会受到测量检测仪器和模型精度的影响。

现有一种近红外光谱在线分析仪，可以完成在线测量、光谱预处理以及实时建模等工作，可通过卷积法对原始数据进行标准归一化处理。目前该仪器已经应用于生产中，并取得一定的成果。间接检测方式存在一定偏差，并且汽油辛烷值的预测具有一定的非线性特点，因此可以使用主成分回归残差神经网络校正算法和主成分回归算法相互结合的方式，可以提高近红外光谱的预测能力，从而提高精确度。

通过对大量近红外光谱数据的采集，并对预测模型进行进一步的优化，比较了以下几种模型和算法：最小均方二乘法(PLS)、神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)的辛烷值预测模型，发现支持向量法更加稳定可靠，对于小样本的预测更具优势。使用该模型进一步对预测情况进行研究，通过对相关参数的优化，主分量的预测已经接近原始光谱的数据情况。

4 结语

综上所述，汽油辛烷值的在线监测工作随着工业生产规模的扩大，需求量不断提高。以上几种快速检测方法相比于国内标准检测方式尽管存在一定偏差，但在生产中依然具有重要的作用。随着模型精度的提高以及算法技术的不断成熟，快速检测方法一定会发挥更大的作用，为企业生产提供强大的动力。希望通过本文论述，为同行从业者提供一定借鉴与参考。

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姓名;潘东东（1987-），性别;男，籍贯;贵州安顺，民族;汉，职称;助理工程师，学历;本科。