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模型转移技术在近红外光谱仪器上的应用研究

作　者: 吴继明
导　师: 陈斌
学　校: 江苏大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 近红外光谱光谱修正模型转移
分类号: O657.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 37次
引　用: 2次
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内容摘要

随着人民生活水平的不断提高，人们对农产品质量的要求也越来越高，目前我国已经制定了相关的质量标准来满足人们的这些需求。近红外分析技术作为一种快速、准确、灵敏、省时、实时、实用的农产品品质快速检测方法已经被分析人员所接受。本文针对近红外分析过程中出现的模型转移问题进行了探讨，研究了部分算法，初步利用单台仪器的光谱修正方法解决了模型精度问题，同时初步解决了两台仪器间模型的共享问题。本论文主要针对以下几个内容做了细致的研究：首先，针对单台仪器间的光谱漂移问题，将报警程序嵌入了Nir800型近红外光谱仪器的系统光谱采集过程中，通过设置仪器稳定性最底阈值，达到了控制仪器稳定性的目的，并通过实验验证了该方法的可行性；其次，针对两台台仪器间光谱模型共享问题，设计了Nirmdt(version 1.0)软件，该软件集成了DS、PDS、Shenk’s、FIR等模型转移算法，并通过马氏距离、欧氏距离、相似系数、相关系数来判断转移效果的好坏，并且配合江苏大学近红外光谱分析工作组开发的化学计量学软件(Nirsa)，调用该软件做成的模型进行预测；最后，通过Bruker公司提供的数据寻找到了针对该样品的两台仪器间光谱模型转移的最佳的转移参数(标准品数量、窗口选择大小)，并且收集了菜籽油样品，测定了菜籽油样品的近红外光谱数据；用气相色谱法获得所收集到的菜籽油样品准确的芥酸的化学指标值，通过标准品和窗口长度的选择，修正了WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪器上测量得到的菜籽样品的芥酸含量，通过光谱修正技术提高了模型的预测精度；研究结果表明：本论文探讨的方法有利于提高单台仪器上建立的模型的预测精度，同时初步解决了两台仪器间的模型转移问题。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-21
  1.1 近红外光谱分析技术简介  9-13
    1.1.1 近红外光谱分析技术的发展  9-10
    1.1.2 近红外光谱分析技术的应用  10-11
    1.1.3 近红外光谱分析技术的基本原理  11-12
    1.1.4 近红外光谱分析技术特点  12-13
  1.2 近红外光谱分析中的化学计量学理论  13-17
  1.3 本课题研究的目的、内容及意义  17-21
    1.3.1 模型转移问题的由来及研究内容  17-18
    1.3.2 问题解决方法  18-20
    1.3.3 课题研究意义  20-21
第二章近红外光谱检测系统基础  21-27
  2.1 近红外光谱仪器的基本组成与结构  21-23
  2.2 衡量近红外光谱仪器性能的主要指标  23-26
  2.3 近红外光谱仪器分析的软件技术  26-27
第三章近红外光谱模型转移软件设计  27-42
  3.1 近红外光谱模型转移技术的基本原理  27
  3.2 模型转移算法介绍  27-29
    3.2.1 Shenk's算法原理  27-28
    3.2.2 DS算法流程  28
    3.2.3 PDS算法流程  28-29
    3.2.4 FIR算法原理  29
  3.3 不同仪器间模型转移 Nirmdt软件设计  29-39
    3.3.1 Nirmdt软件设计操作框图  29
    3.3.2 Nirmdt软件设计关键技术要点  29-30
    3.3.3 Delphi与 Mideva混合编程关键技术剖析  30-39
  3.4 单台仪器光谱修正程序设计  39-40
    3.4.1 单台仪器光谱修正设计思想  39
    3.4.2 单台仪器光谱修正程序设计流程  39-40
  3.5 报警程序设计  40-42
第四章实验过程与方法  42-54
  4.1 两台仪器所测样品数据验证Nirmdt软件  42-48
    4.1.1 Bruker源机光谱数据模型的建立  42-43
    4.1.2 样品中标准样品的选择  43
    4.1.3 窗口大小的选择  43-45
    4.1.4 标样数量对转移的影响  45-48
  4.2 单台仪器光谱验证  48-54
    4.2.1 光谱测量  48-49
    4.2.2 数据预处理和模型建立  49-51
    4.2.3 结果与分析  51-54
第五章总结及展望  54-56
  5.1 研究总结  54-55
  5.2 展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59
硕士期间发表论文  59-60
附录A Kennard-Stone算法源程序  60-63
附录B 窗口大小对Bran+Lubbe预测集指标的影响  63-64
附录C 标准样品数目对Bran+Lubbe预测集指标的影响  64

模型转移技术在近红外光谱仪器上的应用研究

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