Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Основы микропроцессорной техники: Задания и методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 200400 «Промышленная электроника», обучающихся по сокращенной образовательной программе: Метод. указ./ Сост. Д.С. Лемешевский. – Новокузнецк: СибГИУ, 2003. – 22 с: ил. (4)
(Методические материалы)

Значок файла Организация подпрограмм и их применение для вычисления функций: Метод. указ./ Сост.: П.Н. Кунинин, А.К. Мурышкин, Д.С. Лемешевский: СибГИУ – Новокузнецк, 2003. – 15 с. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Оптоэлектронные устройства отображения информации: Метод. указ. / Составители: Ю.А. Жаров, Н.И. Терехов: СибГИУ. –Новокузнецк, 2004. – 23 с. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Определение частотных спектров и необходимой полосы частот видеосигналов: Метод указ./Сост.: Ю.А. Жаров: СибГИУ.- Новокузнецк, 2002.-19с., ил. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Определение первичных и вторичных параметров кабелей связи: Метод. указ./ Сост.: Ю. А Жаров: СибГИУ. – Новокузнецк, 2002. – 18с., ил. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Операционные усилители: Метод. указ. / Сост.: Ю. А. Жаров: СибГИУ. – Новокузнецк, 2002. – 23с., ил. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Моделирование электротехнических устройств и систем с использованием языка Си: Метод указ. /Сост. Т.В. Богдановская, С.В. Сычев (7)
(Методические материалы)


Заказ научной авторской работы

Метод определения детонационных характеристик нефтепродуктов на основе регрессионного анализа спектров поглощения в ближнем инфракрасном диапазоне

Существенными недостатками моторного и исследовательского методов определения октанового числа являются высокая стоимость лабораторных установок, длительность анализа каждого образца нефтепродукта, расход дорогостоящих химикатов, значительные габариты устройства и необходимость его эксплуатации в специально приспособленном помещении. Альтернативный подход, основанный на аналитической спектроскопии, открывает возможности развития методов экспресс-анализа нефтепродуктов, что в перспективе позволит достичь принципиально нового этапа в технологии контроля детонационных параметров топлива. Развитие методов анализа нефтехимических соединений на основе аналитической спектроскопии является одной из важных научно-технических задач, решаемых в настоящее время. В частности, особо актуальным направлением исследований представляется разработка методов оптического контроля детонационных характеристик органического топлива с помощью спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона.

Октановое число бензина можно определить по его спектральным характеристикам с помощью математических методов, позволяющих сопоставить численное значение физико-химического параметра вещества (в данном случае октанового числа) и коэффициенты поглощения вещества на нескольких длинах волн излучения /5/. Данный вариант оптических измерений в применении к исследованию нефтепродуктов является одним из наиболее перспективных методов анализа, возникших в последние годы. Целый ряд проблем, связанных с экспериментальной реализацией этого аналитического метода, представляет значительный интерес для исследования. В частности, к таким проблемам относится анализ применимости метода для контроля нефтепродуктов различного химического состава, определение оптимальных спектральных диапазонов для измерения спектров топлива, разработка оптических приборов, адаптированных для анализа бензина, и т. д.

В процессе спектральных исследований нефтепродуктов необходимо учитывать, что в реальных условиях в бензине может содержаться порядка 100 различных химических компонент (разновидностей углеводородов), каждая из которых оказывает определенное влияние на детонационные характеристики топлива. В связи с этим в данном случае не могут быть применены традиционные аналитические методы, основанные на определении точного химического состава вещества и расчета по этим данным его физико-химических характеристик (в частности, октанового числа), так как при этом кроме очевидных проблем, связанных с определением химического состава столь сложных веществ, как нефтепродукты, возникает параллельно задача определения детонационных свойств всех химических компонент, входящих в состав бензинов с учетом их взаимного влияния. Таким образом, для определения октанового числа бензина необходимо использование спектральных методов, не связанных с определением точного химического состава вещества в качестве промежуточного этапа для расчета детонационных свойств топлива.

Вычисление октанового числа по спектрам поглощения можно осуществить на основе линейного регрессионного анализа, что позволяет, как уже отмечалось, установить взаимосвязь между октановым числом бензина и его спектральными характеристиками, минуя стадию восстановления химического состава. В простейшем виде такая взаимосвязь может быть представлена в виде линейной комбинации коэффициентов поглощения бензина на различных длинах волн излучения. Физическая основа данной взаимосвязи обусловлена тем фактом, что спектр поглощения бензина однозначно определяется его химическим составом, который в свою очередь определяет детонационные свойства нефтепродукта. Следовательно, коэффициенту поглощения бензина на какой-либо определенной длине волны излучения соответствует численный коэффициент, совокупно отражающий влияние химических компонент бензина на уменьшение или увеличение октанового числа топлива. В основе линейного регрессионного анализа спектральных данных лежит предположение о том, что октановое число образца бензина может быть с определенной точностью представлено в виде

,   (2.3)

где индекс i обозначает номер образца бензина, yi — вычисленное (предсказанное) значение октанового числа i-образца бензина, aj- — коэффициенты линейной регрессии, xij — коэффициенты поглощения i-образца бензина на длинах волн излучения ?j.

Регрессионный коэффициент aj отражает степень влияния химических компонент, обусловливающих поглощение на длине волны ?j на уменьшение или увеличение октанового числа бензина. В данной модели предполагается, что для всех образцов бензинов набор коэффициентов а, является одинаковым. Это предположение отражает тот факт, что бензины, являясь нефтепродуктами, близкими по химическому составу, имеют общие закономерности, связывающие спектр поглощения и детанационные свойства топлива. Таким образом, для определения октанового числа бензина по спектру поглощения необходимо определить набор численных значений регрессионных коэффициентов aj.

Вычисление регрессионных коэффициентов реализуется в несколько этапов. На первом этапе создается набор различных образцов бензинов с известными (лабораторными) значениями октанового числа , где индекс i также обозначает номер образца. Далее, с помощью спектральной аппаратуры измеряются коэффициенты оптического поглощения а, образцов бензинов на длинах волн ?j в результате чего определяются коэффициенты xij. Наконец, определение численных значений aj проводится по методу наименьших квадратов: осуществляется компьютерный поиск коэффициентов, при которых достигается минимальное значение средне-квадратического отклонения результатов регрессионного предсказания октанового числа от лабораторных значений, т. е. достигается минимум величины W

,  (2.4)

где n — количество проб бензина, использованных в методе.

Очевидно, что для однозначного определения регрессионных коэффициентов aj необходимо использовать число проб бензина, превышающее число длин волн ?j, на которых измеряется поглощение бензинов. Вычисление коэффициентов aj по методу наименьших квадратов в данной работе проводилось с использованием стандартных математических алгоритмов линейного регрессионного анализа. После выполнения рассмотренного этапа калибровки и вычисления коэффициентов aj становится возможным определение октанового числа тестируемого образца бензина по его спектру поглощения.


Рисунок 2.2 Блок-схема анализатора спектра ближнего ИК диапазона: 1 — источник излучения, 2 — интерференционные фильтры, 3 — прерыватель-коммутатор, 4 — блок питания, 5 — ЭВМ, 6 — АЦП, 7 — усилитель, 8 — фотодиод.

Для контроля параметров бензина разработан анализатор оптического спектра ближнего ИК диапазона, адаптированный для использования в качестве спектрального октаномера. Блок-схема прибора приведена на рис. 2.2. Данный вариант представляет собой разновидность двухлучевой конфигурации, в которой один из каналов является измерительным, а второй дает привязку к нулевому уровню оптического поглощения. Излучение теплового источника 1 формируется в узкий параллельный пучок, после чего поступает на управляемый во времени набор из 15 узкополосных (со спектральной шириной ??~ 10 нм) интерференционных фильтров 2, обеспечивающих селекцию зондирующего излучения по спектральному диапазону длин волн. Далее через делитель оптической мощности после разведения пучка на два канала излучение поступает на оптический прерыватель-коммутатор 3, обеспечивающий устранение дрейфов в оптическом плече схемы на каждом цикле измерений. Уровень оптического поглощения бензина а в каждом участке спектра изменяется в помощью оптической кюветы длиной L = 5 см с исследуемым образцом бензина. В дальнейшем оба канала сводятся в единый пучок, падающий на чувствительную площадку кремниевого фотоприемника ФД. Сигнал поступает на схему электронной обработки, включающую в себя входной усилитель, аналого-цифровой преобразователь и процессор, реализующий обработку сигнала в цифровом виде на основе алгоритма линейного многокомпонентного анализа.

Благодаря использованию представленной оптической схемы и цифровой обработки сигналов в микропроцес­соре, в данном приборе достигнута точность измерения оптической плотности анализируемого вещества на уровне 3•10-5. При использовании кюветы для пробы бензина длиной 5 см соответствующая точность измерения коэффициента поглощения бензина на данном приборе составляет приблизительно 6•10-6 см-1. Такую точность измерения можно считать практически предельной для оптических систем, основанных на тепловых источниках излучения, дальнейшее улучшение характеристик требует использования лазерных источников излучения.

С помощью рассмотренной системы оптического ана­лиза были исследованы образцы бензинов, характеризующихс

     Ниже Вы можете заказать выполнение научной работы. Располагая значительным штатом авторов в технических и гуманитарных областях наук, мы подберем Вам профессионального специалиста, который выполнит работу грамотно и в срок.


* поля отмеченные звёздочкой, обязательны для заполнения!

Тема работы:*
Вид работы:
контрольная
реферат
отчет по практике
курсовая
диплом
магистерская диссертация
кандидатская диссертация
докторская диссертация
другое

Дата выполнения:*
Комментарии к заказу:
Ваше имя:*
Ваш Е-mail (указывайте очень внимательно):*
Ваш телефон (с кодом города):

Впишите проверочный код:*    
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров