用光谱来测量参数对喷气燃料质量

现代喷气式飞机需要高质量的燃料,以确保最佳的发动机的性能和安全。几个喷气燃料质量参数通常测量和评估这些参数的参考方法涉及费力而昂贵的实验室测试。

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这些测量的一个替代方法是近红外光谱(NIR),提供了一种更快、更环保的解决方案。

背景

近红外光谱技术可以有效地测量等关键喷气燃料质量参数十六烷指数(#)API重力,粘度、芳烃、蒸馏(D10, D50等等)。

与传统的实验方法相比,光谱技术不太耗时,需要更少的劳动。可以使用这些方法在流程设置和实验室,为炼油厂提供的灵活性。

通过将光谱方法纳入生产过程,在燃料生产炼油企业可以有效地控制参数。

本文主要关注过程的见解™的应用硬件和软件工具,用于测量各种喷气燃料参数使用纤维optic-based、近红外(NIR)光谱。

的导波™NIR-O过程谱仪是专门设计用于过程包括一个内置的多路复用功能为多个频道。近红外光谱提供了成本和节省时间的替代传统的方法,适用于过程和实验室环境。

学分:映像的见解——光学吸收光谱

参考方法

每个感兴趣的质量参数都有一个标准实验室参考方法,通常由ASTM规定。

表1提供了ASTM参考方法在此上下文中描述的参数。伴随着每个方法重现性和可重复性的统计数据,这是比较有价值的近红外光谱方法的性能。

表1。ASTM方法。来源:过程的见解——光学吸收光谱

测量背景

电磁波谱中的近红外光谱区域包含有价值的信息来源于泛音和碳氢键的组合乐队,地,NH基本面。这些信息是直接与化学成分,使定量和定性分析。

通过分析一系列的航空燃油样品的近红外光谱与已知的质量参数,定量模型可以开发。这个模型允许未来样品的测量基于他们的近红外光谱。

分析仪系统由过程见解利用光纤,使取样探头位于偏远地区,独立于光谱仪本身。这一能力便于分析仪的应用过程中设置,与光学测量探针直接放置在流程流。

实验

一组不同喷气燃料的NIR光谱样本(包括飞机、JP8 JPS, a - 1等级)测定在1000到1600纳米的范围使用近红外光谱仪。图1演示了吸光度光谱与路径长1厘米样本的代表性样本调查。

1100 - 1300 nm,光谱范围内的吸光度有乐队归因于第二色彩各种CH、CH2, CH3基本面。吸光度的乐队在1300 - 1550纳米的范围涉及CH的乐队组合的结果,CH2,甲基。

可以利用这些光谱特征在两个定量和定性方法由于碳氢化合物燃料的性质。图2提供了带作业区域内第二次泛音。

建立个人的定量校正模型,近红外光谱和实验室参考数据了。

偏最小二乘(PLS)回归,广泛采用线性建模方法,用于生成这些校准。请允许整合多元光谱数据作为独立变量的回归模型。

请模型适应大型multi-collinear数据集的优势,促进异常值或非典型样本的识别未来的测量。这个功能通常是单个模型的扩展范围的一种手段。

深入的讨论请和其他多元校正技术,请参阅Martens和na¹和ASTM E1655。²

图1所示。喷气燃料光谱数据。图片来源:过程的见解——光学吸收光谱

图2。官能团。图片来源:过程的见解——光学吸收光谱

表2。模型的准确性。来源:过程的见解——光学吸收光谱

结果

请等多元校正方法,为用户提供有价值的洞察整个模型的预测能力。在开发期间,这些方法提供一系列评估情节,描述关键模型参数。图3、4和5显示其中的一些情节。

图3显示了个体样本分数从十六烷校准,包括一组验证样本(未知)。这使用户能够有效地评估校准(红色)分数描述未知样本(分数在蓝色)。

在十六烷的例子中,有一个突出样本模型不能充分描述,可能表明一个异类。图4展示了最终回归模型方程,为用户提供最重要的理解地区光谱数据。

它还提供了有价值的指导,防止过度拟合模型并引入额外的不确定性的预测。最后,图5展示了预测十六烷对十六烷测量图,包括校准模型样本和验证样本(未知)和预测数据。

这些图表让用户优化个体的多元模型参数,如果必要的。

在喷气燃料的情况下分析,模型为每个参数创建和利用预测喷气燃料验证样本集(未知)。表2中的结果进行了总结,展示良好的协议所有参数和公认的ASTM参考方法。

图3。分数。图片来源:过程的见解——光学吸收光谱

图4。回归方程。图片来源:过程的见解——光学吸收光谱

图5。预测与测量。图片来源:过程的见解——光学吸收光谱

结论

这里描述的利用率近红外光谱喷气燃料质量参数测量提供了一种快速和可靠的解决方案使用我们的硬件和软件工具。

这种方法大大减少了依赖实验室样本收集、提供实时搜索结果的多个参数(秒)内复杂的流。

引用和进一步阅读

1. t·h·Martens na、多元校正、约翰·威利& Sons, 1989。
2. ASTM E1655 In-frared标准实践、多元、定量分析。

这个信息已经采购,审核并改编自过程见解——所提供的材料光学吸收光谱。欧洲杯足球竞彩

在这个来源的更多信息,请访问过程的见解——光学吸收光谱。