近紅外光譜儀器模型傳遞方法研究
發(fā)布時間:2021-12-18 13:25
近年來,近紅外光譜分析技術(shù)飛速發(fā)展,憑借其無損檢測、快速實(shí)時的特點(diǎn),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥學(xué)等眾多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。在實(shí)際測量中,因測量儀器老化、測量環(huán)境變化等因素,對某一臺近紅外儀器在某一時間建立的多元校正模型,在另一時間應(yīng)用時可能不適用;又或者,在某一臺儀器上建立的多元校正模型,在另一臺儀器上使用時會存在較大的預(yù)測誤差。因此,為了提高近紅外光譜分析校正模型的適用性及預(yù)測精度,模型傳遞(也稱模型標(biāo)準(zhǔn)化)是近紅外光譜分析技術(shù)最終成功應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本論文圍繞近紅外光譜儀器的多元校正模型傳遞方法的模型建立問題,開展的研究主要包括以下三個方面內(nèi)容:一、快速多元校正模型的建模方法研究,建立了一種基于核函數(shù)變換的快速偏最小二乘多元校正模型——KPLS,用于提高測量模型的精度和分析速度。本論文通過人體離體血漿近紅外實(shí)驗(yàn)、人體在體近紅外實(shí)驗(yàn)和谷物近紅外實(shí)驗(yàn)獲得的光譜數(shù)據(jù)對KPLS方法的應(yīng)用效果進(jìn)行了驗(yàn)證,并與偏最小二乘(PLS)回歸方法進(jìn)行了比較研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)人體離體血漿近紅外實(shí)驗(yàn)中,KPLS模型與PLS模型應(yīng)用預(yù)測精度接近;(2)人體在體近紅外實(shí)驗(yàn)中,KPLS模型較PLS模型預(yù)...
【文章來源】:華僑大學(xué)福建省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
本論文研究的技術(shù)路線
2.1 近紅外光譜分析原理近紅外光譜區(qū)最早被天文學(xué)家 Herschel 在 1800 年發(fā)現(xiàn),其波長在可見光紅外光之間,波長區(qū)間約為 780-2526 nm,波數(shù)范圍約為 14300-4000cm-1[3物質(zhì)分子主要是原子構(gòu)成,原子內(nèi)部是原子核以及電子構(gòu)成。由量子力論知識得知,物質(zhì)分子內(nèi)部電子存在著不同的能級,當(dāng)電子能級受到外界影響而發(fā)生改變直至躍遷時,就會形成吸收或發(fā)射狀光譜,其中,能級由至激發(fā)態(tài)躍遷,會呈現(xiàn)出吸收光譜;反之,會呈現(xiàn)出發(fā)射光譜。另外,不率的物質(zhì)分子和光會呈現(xiàn)不同的特征,近紅外光譜區(qū)的吸收帶主要是因?yàn)榉肿又械暮瑲浠鶊F(tuán)振動而出現(xiàn)的,例如芳基、氫基、甲基、亞甲基、次甲[40]。因此,采用不同波長近紅外光對測量物質(zhì)進(jìn)行照射,某些特定波長的會被吸收,進(jìn)而呈現(xiàn)吸收光譜。實(shí)際測量中,近紅外光譜儀器也即是基于理進(jìn)行工作,其工作原理示意圖如圖 2.1 所示:
其工作原理示意圖如圖 2.1 所示:圖 2.1 近紅外光譜儀器工作示意圖2.2 近紅外光譜分析的一般步驟基于近紅外光譜分析技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)樣本的快速準(zhǔn)確分析,但這一切的前提是擁有良好的樣本光譜信息的采集、光譜信息的處理、良好的校正模型以及模型共享能力,也即是近紅外光譜分析中三個主要環(huán)節(jié):預(yù)處理、建立多元校正模型、模型傳遞。(1)預(yù)處理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于近紅外法籽棉回潮率在線檢測系統(tǒng)的研究[J]. 賈金亮,畢新勝,王玉剛,李玉強(qiáng),曾小輝,王斌,李長玲. 農(nóng)機(jī)化研究. 2015(07)
[2]基于拓展光譜的近紅外光譜模型轉(zhuǎn)移方法[J]. 王家俊,者為,劉言,蔡文生,邵學(xué)廣. 中國煙草學(xué)報(bào). 2014(06)
[3]不同品種豬肉pH值高光譜檢測的模型傳遞修正算法[J]. 李小昱,鐘雄斌,劉善梅,黃濤,武振中. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]基于穩(wěn)定競爭自適應(yīng)重加權(quán)采樣的光譜分析無標(biāo)模型傳遞方法[J]. 張曉羽,李慶波,張廣軍. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(05)
[5]考慮品種差異的冷鮮豬肉含水率高光譜信號補(bǔ)正算法[J]. 劉善梅,李小昱,鐘雄斌. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]油菜籽品質(zhì)指標(biāo)近紅外數(shù)學(xué)模型的儀器間轉(zhuǎn)移優(yōu)化[J]. 高云,高建芹,王小天. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(03)
[7]近紅外光譜分析技術(shù)在我國大宗水果品質(zhì)無損檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 蘇東林,李高陽,何建新,張菊華,劉偉,朱向榮,單楊. 食品工業(yè)科技. 2012(06)
[8]臍橙總糖近紅外光譜模型傳遞研究[J]. 胡潤文,夏俊芳. 食品科學(xué). 2012(03)
[9]結(jié)合SNV的分段直接標(biāo)準(zhǔn)化方法在拉曼光譜模型傳遞中的應(yīng)用[J]. 黃承偉,戴連奎,董學(xué)鋒. 光譜學(xué)與光譜分析. 2011(05)
[10]光譜預(yù)處理在農(nóng)產(chǎn)品近紅外模型優(yōu)化中的應(yīng)用研究[J]. 吳靜珠,李慧,王克棟,陳媛媛,徐云. 農(nóng)機(jī)化研究. 2011(03)
博士論文
[1]基于近紅外光譜技術(shù)的板栗品質(zhì)無損檢測方法研究[D]. 劉潔.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]梨可溶性固形物和酸度的可見/近紅外光譜靜態(tài)和在線檢測研究[D]. 孫通.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于高光譜技術(shù)的不同品種豬肉品質(zhì)檢測模型傳遞方法研究[D]. 劉嬌.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]偏最小二乘回歸數(shù)學(xué)模型及其算法研究[D]. 陸洪濤.華北電力大學(xué) 2014
[3]豬肉新鮮度光譜模型的建立及傳遞方法研究[D]. 趙政.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]模型傳遞及背景扣除的方法研究及其軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 詹德堅(jiān).中南大學(xué) 2013
[5]基于偏最小二乘的近紅外煤質(zhì)分析[D]. 肖鋒.浙江大學(xué) 2013
本文編號:3542486
【文章來源】:華僑大學(xué)福建省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
本論文研究的技術(shù)路線
2.1 近紅外光譜分析原理近紅外光譜區(qū)最早被天文學(xué)家 Herschel 在 1800 年發(fā)現(xiàn),其波長在可見光紅外光之間,波長區(qū)間約為 780-2526 nm,波數(shù)范圍約為 14300-4000cm-1[3物質(zhì)分子主要是原子構(gòu)成,原子內(nèi)部是原子核以及電子構(gòu)成。由量子力論知識得知,物質(zhì)分子內(nèi)部電子存在著不同的能級,當(dāng)電子能級受到外界影響而發(fā)生改變直至躍遷時,就會形成吸收或發(fā)射狀光譜,其中,能級由至激發(fā)態(tài)躍遷,會呈現(xiàn)出吸收光譜;反之,會呈現(xiàn)出發(fā)射光譜。另外,不率的物質(zhì)分子和光會呈現(xiàn)不同的特征,近紅外光譜區(qū)的吸收帶主要是因?yàn)榉肿又械暮瑲浠鶊F(tuán)振動而出現(xiàn)的,例如芳基、氫基、甲基、亞甲基、次甲[40]。因此,采用不同波長近紅外光對測量物質(zhì)進(jìn)行照射,某些特定波長的會被吸收,進(jìn)而呈現(xiàn)吸收光譜。實(shí)際測量中,近紅外光譜儀器也即是基于理進(jìn)行工作,其工作原理示意圖如圖 2.1 所示:
其工作原理示意圖如圖 2.1 所示:圖 2.1 近紅外光譜儀器工作示意圖2.2 近紅外光譜分析的一般步驟基于近紅外光譜分析技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)樣本的快速準(zhǔn)確分析,但這一切的前提是擁有良好的樣本光譜信息的采集、光譜信息的處理、良好的校正模型以及模型共享能力,也即是近紅外光譜分析中三個主要環(huán)節(jié):預(yù)處理、建立多元校正模型、模型傳遞。(1)預(yù)處理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于近紅外法籽棉回潮率在線檢測系統(tǒng)的研究[J]. 賈金亮,畢新勝,王玉剛,李玉強(qiáng),曾小輝,王斌,李長玲. 農(nóng)機(jī)化研究. 2015(07)
[2]基于拓展光譜的近紅外光譜模型轉(zhuǎn)移方法[J]. 王家俊,者為,劉言,蔡文生,邵學(xué)廣. 中國煙草學(xué)報(bào). 2014(06)
[3]不同品種豬肉pH值高光譜檢測的模型傳遞修正算法[J]. 李小昱,鐘雄斌,劉善梅,黃濤,武振中. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]基于穩(wěn)定競爭自適應(yīng)重加權(quán)采樣的光譜分析無標(biāo)模型傳遞方法[J]. 張曉羽,李慶波,張廣軍. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(05)
[5]考慮品種差異的冷鮮豬肉含水率高光譜信號補(bǔ)正算法[J]. 劉善梅,李小昱,鐘雄斌. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]油菜籽品質(zhì)指標(biāo)近紅外數(shù)學(xué)模型的儀器間轉(zhuǎn)移優(yōu)化[J]. 高云,高建芹,王小天. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(03)
[7]近紅外光譜分析技術(shù)在我國大宗水果品質(zhì)無損檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 蘇東林,李高陽,何建新,張菊華,劉偉,朱向榮,單楊. 食品工業(yè)科技. 2012(06)
[8]臍橙總糖近紅外光譜模型傳遞研究[J]. 胡潤文,夏俊芳. 食品科學(xué). 2012(03)
[9]結(jié)合SNV的分段直接標(biāo)準(zhǔn)化方法在拉曼光譜模型傳遞中的應(yīng)用[J]. 黃承偉,戴連奎,董學(xué)鋒. 光譜學(xué)與光譜分析. 2011(05)
[10]光譜預(yù)處理在農(nóng)產(chǎn)品近紅外模型優(yōu)化中的應(yīng)用研究[J]. 吳靜珠,李慧,王克棟,陳媛媛,徐云. 農(nóng)機(jī)化研究. 2011(03)
博士論文
[1]基于近紅外光譜技術(shù)的板栗品質(zhì)無損檢測方法研究[D]. 劉潔.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]梨可溶性固形物和酸度的可見/近紅外光譜靜態(tài)和在線檢測研究[D]. 孫通.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于高光譜技術(shù)的不同品種豬肉品質(zhì)檢測模型傳遞方法研究[D]. 劉嬌.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]偏最小二乘回歸數(shù)學(xué)模型及其算法研究[D]. 陸洪濤.華北電力大學(xué) 2014
[3]豬肉新鮮度光譜模型的建立及傳遞方法研究[D]. 趙政.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]模型傳遞及背景扣除的方法研究及其軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 詹德堅(jiān).中南大學(xué) 2013
[5]基于偏最小二乘的近紅外煤質(zhì)分析[D]. 肖鋒.浙江大學(xué) 2013
本文編號:3542486
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