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近红外光谱分析技术在油品分析中的应用

摘要：炼油期间油品分析工作相当重要，检验了油品的质量与成分，获取相关数据，

为有效应用油品提供良好的依据。为此，本文从定量分析与定性分析两种方法探讨油品分

析中近红外光谱分析技术的应用，提高检测分析结果的完整性与准确性，助力石油化工业

的可持续发展。

关键词：近红外光谱分析技术；油品分析；应用

科技不断发展，油品分析中广泛应用了多种技术，且取得理想的应用效果。近红外光

谱分析技术是快速分析技术的一种，该技术以成本低、速率高、能耗低等特点被广泛应用

在石油化工行业。因此，技术人员很有必要就油品分析中近红外光谱分析技术的应用进行

进一步探讨。

1近红外光谱分析技术概述

1.1近红外光谱分析技术工作原理

近红外光谱分析技术工作时发挥分子振动产生的非谐振性，加快分子振动速度，最终

出现基态往高能级方向跃进。近红外光谱中主要记录的信息为分子中单个化学键合频信息

与基频振动倍频，包含的信息较多，如振动的倍频主导、含基团X-H键的合频，由此可知

其是主要测量指标。谱带不同于中红外光的光谱，其更宽，强度较弱，因此测定近红外光

[1]

谱时无需稀释即可直接测定。然而，不同的基团发出的光谱在峰位与吸收强度方面差异较

大，且样品组成不断变化的过程中相应地改变了光谱特征，为定量与定性分析近红外光谱

提供良好的条件。

1.2近红外光谱分析技术特点

近红外光谱特点对近红外光谱应用高效性与快速性特点起到决定性的作用。近红外光

谱技术具有快速的分析速度，通常可在60s内完成全部测量工作。分析效率较高，仅可以

使用一次光谱测量即可建立校正模型，从而同时分析不同性质与多种组成成分，为定性与

定量分析提供良好的条件。近红外光谱技术适用于品种齐全的样品种类，可以发挥不同测

[2]

量仪器的作用对半固体、固体与液体进行测量，且测量度比较简单。近红外光谱分析技术

的应用在样品分析时无需预处理，比如在大电流或化学试剂之类的测试条件下完成分析后

不会出现电磁与生物、化学污染的情况，与绿色分析技术的要求相符。近红外光谱分析技

术的使用成本较低，无需进行复杂的预处理工作，且可以同时开展分组检测，成本不高。

此外，该技术还具有良好的测试重现性，光谱测量稳定性较高，人为因素不会影响测试的

结果，不会损伤测试的样品，因此在医学临床与活体分析方面应用比较广泛。近红外外光

[3]

在普通光纤中具有良好的传输特性，有利于在线分析油品，且该操作简单，专业性不强，

仅通过简单的上岗培训即可熟练地操作。

2近红外光谱分析技术在油品分析中的应用策略

2.1定性分析

近红外光谱分析技术主要以未知样品谱图与检测样本为基础获取结果，适用于检测完

整谱图的样本。近红外光谱敏感性较强，容易构建重叠的吸收峰，且无法通过人的肉眼进

行准确地判断，因此，还需要发挥计算机辅助作用区分与处理不同的光谱数据，从而提高

分析结果的准确性。定性分析期间比较常用的方法有几种：第一，建库判别算法。通过该

技术对油品样本中的标准物质进行检测，构成近红外光谱，健全标准物质样品库，对比样

品库中的品均光谱数据与数据，对油品中的含量与物质成分进行准确地判断。第二，峰位

鉴别法。用近红外光谱分析技术进行油品分析时油品种类不同，容易出现不同的锋位图，

增加了油品化学成分的差异，出现明显的锋位图差异，减小鉴别难度。因此，该方法更适

用于具有较大成分差异的不同种类油品分析，鉴别工作简单，且结果准确性较高。第三，

聚类分析法。该方法分解光谱矩阵时主要发挥光谱图谱的视图降维显示，通过成分不同的

矩阵图，基于样本得分计算并得出最终的结果。该方法的应用首先需要技术人员做好样本

[4]

的分类工作，将相似样本当做一个类别，对比不同分类样本中包含的相近要素，以此为基

础分成不同的谱系图。一般来说，设计图谱的步骤比较复杂，但是完成后可以将样本中物

质含量与种类清晰地显示出来。因此，对于该方法的应用可以联合马氏距离判别法，对样

本中是否含有未知的物质与特定检测物质的距离进行确定，在同一空间内呈现何种状态

等，提高检测结果的完整性。

2.2定