可见-近红外光谱联合随机蛙跳算法检测生物柴油含水量.pdf

第 30 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.8 168 2014 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2014 可见-近红外光谱联合随机蛙跳算法检测生物柴油含水量 1,2 2 陈立旦 ，赵艳茹 （1. 浙江经济职业技术学院，杭州 310018 ； 2. 浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州 310058 ） 摘 要：生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质中提炼，其特有的优势受到越来越广泛的关注。该文应 用可见-近红外光谱技术原理对生物柴油的含水率进行了检测。配置含水率分别为 0、2.5% 、5.0%、7.5%和 10.0% 的试验样品并获取可见-近红外光谱，进行主成分分析，观察不同含水率生物柴油的聚类性，并采用 Random Frog 算法进行特征波段的提取，最后采用随机蛙跳算法 （Random Frog ）挑选出的特征波段作为偏最小二乘回归 （partial least squares regression，PLSR ）和最小二乘支持向量机（least squares-support vector machine，LS-SVM ）模型的输 入量，建立生物柴油含水量的预测模型。结果发现：采用 Random Frog 提取出的 8 条特征波段（563、560、642、 565、562、493 、559 和 779 nm ）所建立非线性模型LS-SVM 所得到的结果较好，其中 Random Frog-LS-SVM 的 结果中R 均大于 0.95，校正集均方根误差 RMSEC 0.722 ，预测集均方根误差 RMSEP 0.520 。结果表明采用 Random Frog-LS-SVM 模型可以准确的预测生物柴油的含水量，为实际应用提供参考。 关键词：生物柴油；含水量；近红外光谱；主成分分析；Random Frog；偏最小二乘回归；最小二乘支持向量机 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.020 中图分类号：O657.33 ；TK6 文献标识码：A 文章编号：1002-6819 2014 -08-0168-06 陈立旦，赵艳茹. 可见-近红外光谱联合随机蛙跳算法检测生物柴油含水量[J]. 农业工程学报，2014，30 8 ： 168－173. Chen Lidan, Zhao Yanru. Measurement of water content in biodiesel using visible and near infrared spectroscopy combined with Random-Frog algorithm[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE , 2014, 30 8 : 168 －173. in Chinese with English abstract [2] 掺水越多，功率和扭矩下降得越厉害 。并且油脂 0 引 言 中的水分会提高生物柴油的化学活性，使其容易变 生物柴油是指可供柴油机使用的清洁的、原料 质。国内报道柴油掺水事件也对柴油市场造成了一 可再生的液体燃料。其主要成分是脂肪酸甲酯，是 定的影