Введение к работе
Актуальность темы
Жидкие смеси сложных соединении (ЖССС) - чрезвычайно широкий класс веществ, мноіие группы которых шрают большую роль в различных областях деятельности общества Они могут иметь как природное происхождение (например, нефть), так и быть продуктом промышленной переработки или синтеза Это могут быть ископаемые вещества (нефть, природный і аз), биологические материалы, медицинские препараты, пищевые продукты и тд Свойства ЖССС определяются не только их молекулярным составом, по и тем, в какие структуры и каким образом объединяются молекулы Из сказанного уже очевидно, что исследование ЖССС в целом представляется очень широким спектром подходов в решении как фундаментальных, так и прикладных задач в том числе в качественном и количественном анализе элементною или молекулярного состава, а также в идентификации ЖССС При этом чисто внешние обстоятельства при аналитическом исследовании одной и той же ЖССС могут потребовать применения существенно различных подходов (например, различные условия, в которых проводятся исследования, требования к скорости, производительности, стоимости исследования и тд) Таким образом, учитывая мноюобразие ЖССС, а также условий их добычи, производсіва, использования, хранения и транспортировки, представляется актуальной любая работа, посвященная исследованию физических, физико-химических или химических свойств отдельных представителей рассматриваемого класса веществ, направленная на поиск новых особенностей в этих свойствах, особенностей, которые в конечном итоге создают принципиальные предпосылки получения новых возможностей в исследованиях такого рода объектов Кроме того, в той же мере актуальными представляются работы, в которых исследуются свойства рассматриваемых веществ, определяющие возможности формирования комплексных, обобщенных подходов в аналитических исследованиях той или иной группы ЖССС
В предложенной работе исследуются особенности оптической спектроскопии такой группы ЖССС как нефтепродукты, и обусловленные ими новые возможности в их аналитическом исследовании, в связи с чем представленная работа является актуальной
Цель и основные задача работы
Основной целью работы является исследование возможностей оптимизации условий формирования спектроскопических образов группы ЖССС, обеспечивающих их эффективное сочетание с адаптированными схемами методов распознавания образов и создание на этой основе комплексного, обобщенного подхода в формировании и классификации (идентификации) образа смеси В связи с поставленной задачей, в работе большое внимание уделяется вопросу формирования спектроскопических образов такого класса ЖССС как нефть и нефтепродукты (моторные топлива - бензины различных марок и дизтоплива, машинные масла различного назначения) Для формирования спектроскопических образов в работе используются абсорбционные, рефрактометрические, лазерно-флуоресцентные методы в различных модификациях
Научная новизна:
Впервые разработан и реализован комплексный подход к решению проблемы оптимизации условий формирования спектроскопических образов группы ЖССС на основе результатов спектроскопических исследований и с учетом конкретных оптических свойств смесей Проведен анализ возможности применения статистических методов распознавания образов для определения типов смесей по спектроскопическим данным в зависимости от сложности исходной задачи и объема спектроскопической информации
Определены оптимальные условия формирования спектральных образов применительно к комплексной схеме
Проведена адаптация статистических методов распознавания образов в целях обеспечения возможности классификации спектральных образов ЖССС
Впервые разработана методика использования световодных рефрактометров с малым радиусом изгиба измерительного U-образного элемента для исследования оптических свойств смесей сложных жидких соединений Экспериментально показана высокая эффективность такого рефрактометра при оптических исследованиях жидких сред, характеризующихся высокой мутностью и большим количеством неодпородностей и твердых включении
Практическая ценность:
Создашшй комплексный обобщенный метод применен к решению задач классификации (идентификации) групп машинных масел (12 объектов) и моторных топлив (8 объектов)
На основе результатов произведсішьгх исследований разработан комплекс новых аналитических подходов для количественного анализа ЖССС
Основные положения, выносимые на защиту:
Комплексный обобщенный подход в распознавании спектроскопического образа ЖССС на основе оптимизации условий получения образов и адаптации используемых статистических методов обработки результатов измерений
Оптимальные условия формирования спектроскопических образов исследуемых веществ с использованием различных физических методов
Адаптация и развитие статистических методов распознавания образов до модели, позволяющей получить конечный результат распознавания спектроскопических образов в виде вероятностной оценки
Аналитическое использование рефрактометров на основе нерегулярных световодов
Комплекс разработанных методических решений
Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы
докладывались на следующих конференциях I Всероссийская конференция "Аналитические приборы» СПб 18-21 июня 2001 г, II Всероссийская конференция «Аналитические приборы» 27 июня - 1 июля 2005 г СПб, 5-я международная конференция «Естественные и антропогенные аэрозоли» СПб, 22-26 мая 2006г, 6-я Всероссийская конференция по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2006», г Самара, 26-30 сентября 2006г ,5-й международный форум «ТЭК России региональные аспекты» СПб 2005г, 3-я международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких
технологий в промышленности» СПб, 14-17 марта 2007i , 6-й международный форум «ТЭК России» СПб 2006г, 7-й международный форум «1ЭК России» СПб 2007г, 3-я Всероссийская конференция «Аналитические приборы» 22-26 июіи 2008 г, 8-й международный форум «ТЭК России» СПб 2008г
Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы, включающего 47 наименований Объем диссертации составляет 120 страниц, включая 45 рисунков и 7 таблиц
