基于线性渐变分光近红外光谱仪的苹果可溶性固形物含量无损检测研究

为了探讨线性渐变分光近红外光谱仪在水果内部品质无损快速检测方面应用的可行性及其光谱学机理,本文以基于线性渐变分光近红外光谱仪所采集的苹果光谱数据为自变量,以苹果可溶性固形物含量为因变量,采用偏最小二乘回归结合全交互验证算法,分别对全谱、一倍频、二倍频、三倍频、一二倍频、一三倍频、二三倍频共7个谱区建立校正模型并根据模型准确度选择优化谱区。对优化谱区采用平滑、标准正态变量变换、多元散射校正、一阶导数进行光谱数据预处理优化。最后采用外部验证集对优化预处理的模型进行预测准确度评价。结果显示,基于一二倍频区的校正模型准确度较其他谱区最高,其校正测定系数、校正均方根误差、交互验证测定系数、交互验证均方根误差分别为0.753 9、 0.93、 0.745 9、0.95;在此基础上,多元散射校正预处理后所建模型准确度更高,模型校正测定系数、校正均方根误差、交互验证测定系数、交互验证均方根误差分别为0.755 9、 0.92、 0.748 2、 0.94;外部验证集模型预测测定系数、预测均方根误差分别为0.683 4、 1.01。上述3个模型均通过F检验证明其可溶性固形物含量预测值与参考值之间具有显著的相关关系。结果表明,基于一二倍频区数据所建模型基本可以满足苹果可溶性固形物含量快速无损检测的需求,并可为基于线性渐变分光的便携式近红外光谱仪的应用提供一定的参考。     

基于ATR-THz波谱的劣变花生快速无损鉴别研究

为了对电离辐照导致劣变的花生进行快速无损鉴别,收集白花生、红花生样本各50份,将每份样品均分为对照组和实验组;分别将对照组、实验组样品分为校正集和外部验证集,校正集分别包含对照组、实验组白花生、红花生各30份,外部验证集分别包含对照组、实验组白花生红花生各20份。在0~2 THz范围内,分辨率0.007 6 THz下,累加2 000次,采用仪器配套衰减全反射附件采集花生太赫兹时域波谱数据;采用仪器配套软件将所采集时域谱分别转换为吸收系数谱、折射率谱,并采用偏最小二乘-判别分析结合全交互验证算法建立劣变花生鉴别模型,并采用外部盲样对模型预测性能进行验证。实验结果得出,白花生吸收系数谱数据模型的校正集、交互验证集、外部验证集正确率分别为98.3%、80.0%、87.2%;白花生折射率谱数据模型的校正集、交互验证集、外部验证集正确率分别为100.0%、100.0%、94.9%。红花生吸收系数谱数据模型的校正集、交互验证集、外部验证集正确率分别为98.3%、96.7%、100.0%;红花生折射率谱数据模型的校正集、交互验证集、外部验证集正确率分别为100%、98.3%、100.0%。两种花生吸收系数谱数据模型的校正集、交互验证集、外部验证集正确率分别为92.5%、85.0%、91.1%;两种花生折射率谱数据模型的校正集、交互验证集、外部验证集正确率分别为100%、97.5%、98.7%。研究表明,太赫兹波谱在鉴别电离辐照花生方面具有一定的应用潜力。基于折射率谱数据所建模型的正确率更高。此外,红花生鉴别模型的正确率相对于白花生鉴别模型的正确率高。