基于近红外光谱与PLS-DA的润滑油快速识别

机械故障与润滑油的性状具有紧密关系.因此,研究一种能够快速、无损对润滑油品牌识别方法至关重要.该研究应用近红外光谱分析法结合偏最小二乘判别分析(Partial Least Squares-Discriminant Analysis,PLS-DA)模式识别方法对7种润滑油品牌进行识别.研究结果表明,采用近红外光谱结合PLS-DA方法对校正样本建立判别模型,模型的校正相关系数均大于0.980,校正集均方根误差(RMSEC)和预测集均方根误差(RMSEP)都小于0.062,对7种润滑油品牌识别率均为100％.结合遗传算法对变量进行筛选,选出62个波数点代替全波段进行建模,模型对未知样本的识别率均为98.1％,大大缩减建模的计算量,为在润滑油判别分析仪器开发方面提供一定的理论指导.     

芝麻油掺伪的近红外透射光谱检测技术

采用近红外光谱技术结合间隔偏最小二乘法分别建立芝麻油中掺入大豆油、玉米油和花生油的定量检测模型。实验配制不同比例的掺假芝麻油混合样品,采集样品在4 000～12 000 cm-1范围内的近红外透射光谱,把数据分为校正集与预测集。将4 420～12 000 cm-1波段的光谱进行各种预处理,最佳方法为平滑预处理,并利用间隔偏最小二乘波长筛选法(iPLS)选取光谱特征波段,最后采用偏最小二乘法建立掺假芝麻油的定标模型。结果显示:3种掺假芝麻油的PLS模型预测相关系数分别达到0.998、0.999、0.999,预测均方根误差分别为0.24%、0.24%和0.19%,具有较高的预测精度。实验证明近红外光谱技术对芝麻油掺假的快速检测具有可行性。     

近红外透射光谱无损检测赣南脐橙糖度的研究

探讨了近红外透射光谱无损检测赣南脐橙内部糖度指标的可行性,并建立近红外透射光谱与赣南脐橙内部糖度指标之间的关系.以80个赣南脐橙为研究对象,利用透射光谱测定法获取完整赣南脐橙的近红外光谱(200～1100nm),选取不同的光谱波段范围对水果样本的透射光谱进行有效信息的提取,并结合多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)和偏最小二乘法(PLS)3种不同的数学校正方法对赣南脐橙的糖度(SC)进行定量分析.实验结果为:在550～900nm波段范围内,PLS校正模型的预测精度最好,其相关系数为0.9032,预测样本均方根误差为0.2421.实验结果表明,近红外透射光谱可以作为一种准确、可靠、无损的检测方法,用于检测赣南脐橙内部的糖度指标.     

运用近红外透射光谱技术检测苹果内部品质

通过运用近红外透射光谱技术快速分析了苹果的糖度和硬度,使用偏最小二乘法建立预测模型,得出校正集苹果糖度的最佳主因子维数为3,相关系数R为0.9943,校正标准差为0.2476;校正集苹果硬度交叉校验的最佳主因子维数为3,相关系数R为0.9644,校正标准差为0.3529。研究结果表明：运用近红外透射光谱技术可以准确地无损快速定量分析苹果糖度和硬度。     

基于透射光谱的玉米叶片含水率快速检测仪研究

为快速、无损检测玉米叶片含水率,根据透射光谱原理设计一款便携式植物叶片水分快速检测仪。检测仪主要由数据采集节点和数据接收节点两部分组成,数据采集节点采用夹持叶室结构,由信号采集、处理和发送模块组成,数据接收节点由信号接收模块和PDA组成。测量时玉米叶片被放入采集节点的夹持叶室,两路LED主动光源(890 nm和980 nm)发光照射叶片,采用PIN型Si光电传感器在叶片的另一面进行透射光探测,透射光信号经调理电路放大、滤波后,通过ZigBee网络发送至数据接收节点。根据采集的光信号计算透射率(T890和T980)、比值植被指数(RVI)和调整型归一化差异水分指数(MNDWI)等参数,分析了各植被指数与不同叶位含水率之间的相关性,结果显示仪器应用的最佳叶位为完全展开叶片的倒二叶中部,含水率检测范围为70%~80%,且分辨率为0.3%。选取了T890、T980和MNDWI建立了含水率检测模型,其R_C~2为0.854,R_V~2为0.849,RMSE为0.010 3。     

洋梨硬度的便携式可见/近红外漫透射检测技术

采用便携式可见/近红外检测仪快速检测阿巴特、康佛伦斯和五九香梨硬度.采集洋梨漫透射光谱(500～1 010 nm),经二阶导数和卷积平滑处理后,分别建立偏最小二乘法和多元线性回归模型.相关系数法和遗传算法用于选择偏最小二乘法建模变量,预测均方差分别为7.780 N和8.080 N,相对预测误差分别为26.24%和29.71%.多元线性回归模型使用7个变量,预测均方差和相对预测误差分别为7.740 N和26.10%.结果表明:建立多品种洋梨硬度全局模型是可行的,便携式仪器可用于洋梨硬度现场检测.     

洋梨硬度的便携式可见/近红外漫透射检测技术

采用便携式可见/近红外检测仪快速检测阿巴特、康佛伦斯和五九香梨硬度。采集洋梨漫透射光谱(500～1010nm),经二阶导数和卷积平滑处理后,分别建立偏最小二乘法和多元线性回归模型。相关系数法和遗传算法用于选择偏最小二乘法建模变量,预测均方差分别为7.780N和8.080N,相对预测误差分别为26.24%和29.71%。多元线性回归模型使用7个变量,预测均方差和相对预测误差分别为7.740N和26.10%。结果表明：建立多品种洋梨硬度全局模型是可行的,便携式仪器可用于洋梨硬度现场检测。     

香根草叶片铅含量的近红外光谱快速检测

提出了一种应用近红外光谱技术快速检测香根草叶内重金属铅含量的方法,采用多种预处理方法建立偏最小二乘法(PLS)模型并对建模效果对比分析,得出最优预处理方法。结合不同波段选择方法优化PLS模型参数,建立了香根草叶内重金属铅含量定量分析模型,预测决定系数R2为0.87,预测均方根误差RMSEP为0.18。研究结果表明,利用近红外光谱技术快速定量检测香根草叶内重金属铅含量具有可行性。     

蜜瓜糖度透射光谱检测技术

采用便携式USB光纤光谱仪建立了蜜瓜糖度透射光谱检测系统,光源能量300W,光谱采集积分时间500ms,离散光谱累计采集次数为4次,光谱平滑采用厢车法,平滑点数为4点。利用该系统对140个非网纹类蜜瓜糖度进行了检测试验,采用经典最小二乘法(CLS)、逐步多元线性回归(SMLR)、主成分回归分析(PCR)和偏最小二乘法(PLS)对样品光谱和糖度的建模与预测结果表明,PLS法的建模与预测结果较好,相关系数r为0.857,均方根校正误差为0.655,均方根预测误差为0.838。     

方便面含油率的近红外漫反射光谱快速测定

探讨了用近红外漫反射光谱快速无损检测方便面含油率的可行性,分别采用漫反射光谱的一阶导数、二阶导数,按两种入选波数准则进行向前逐步回归分析,得出4个定标方程,方程的复相关系数均大于0.94,与标准化学分析（GB9848－88）相比,在用第二种入选波数准则情况下,训练集的平均相对误差小于3.75%。结果表明,近红我射光谱分析法能满足实际生产中方便面含油率测定的需要。     

苹果内部品质近红外光谱检测的异常样本分析

应用声光可调谐滤光器近红外光谱仪检测苹果内部品质(可溶性固形物含量、总糖、总酸和硬度)时,综合利用Cook距离、马氏距离、杠杆值和学生化残差,判断疑似异常样本点,然后用二审剔除判别法确定异常样本点.最终可溶性固形物含量、总糖、总酸模型都剔除了11个异常样本,硬度模型剔除了6个异常样本.其偏最小二乘回归模型的相关系数分别从0.868、0.791、0.443、0.693提高到0.904、0.849、0.501、0.718,校正误差均方根(RMSEC)分别从0.882 °Brix、9.213 g/L、0.805 g/L、0.105 MPa降低到0.733 °Brix、7.300 g/L、0.687 g/L、0.097 MPa.所建的苹果各品质模型更加稳定,准确度更高.     

基于近红外光谱技术的牛粪成分含量测定方法

利用近红外光谱仪和常规实验室标准分析方法,对从不同养牛场采集的200个肉牛粪便典型样品的4种主要肥料成分(全氮、全磷、全钾和铵态氮)含量进行了分析研究。试验得出,4种肥料成分含量的NIRS测定值与其真实值(实验室化学分析方法测定值)之间具有显著的线性相关关系;4种肥料成分含量的NIRS测定值均达到了与真实值相近的水平。结果表明,利用近红外光谱技术快速测定牛粪样品主要肥料成分的方法可以代替传统的实验室分析方法。     

特征变量筛选在近红外光谱测定绿茶汤中茶多酚的应用

利用化学计量学方法从绿茶汤近红外光谱中提取茶多酚光谱信息,建立茶多酚近红外光谱定量分析模型.光谱采集使用5 mm光程的石英比色皿,利用联合区间偏最小二乘法(siPLS)筛选特征光谱区间,然后在筛选的光谱区间内进一步利用遗传算法(GA)优选特征变量.结果表明,siPLS筛选的特征光谱区间避开了水的强吸收峰影响,利用GA在筛选的特征光谱区间内优选出166个特征变量建立PLS模型,模型预测集均方根误差为0.685％,相对标准差为5.26％,相对分析误差为3.22,所建模型能达到精度要求,可用于实际检测.     

近红外光谱技术检测溶液中毒死蜱含量试验

用近红外光谱(NIR)方法对溶液中极微量毒死蜱进行了测定,通过模拟蔬果成分背景,配制了47个混合液样本,其中37个样本为含有质量比为0.005～0.100mg/kg毒死蜱的混合液样本,用于定量分析,同时10个不含农药的混合液样本,用于聚类分析.结果表明,近红外光谱法对混合溶液中质量比在0.008～0.090mg/kg之间的毒死蜱取得良好的检测效果.     

秸秆和煤混燃物中秸秆含量近红外光谱测定

实现秸秆和煤混燃物中秸秆含量快速检测对制定生物质混燃发电补贴方法具有重要意义.收集我国不同地区、不同品种秸秆样品81个,煤样品9个,样品粉碎后,按不同秸秆质量分数(1％ ～ 30％)制备样品90个,其中60个为校正集,30个为独立验证集.用傅里叶变换近红外光谱仪进行光谱扫描,分别采用间隔偏最小二乘法(iPLS)和遗传算法(GA)进行波长选择,用偏最小二乘法(PLS)建立定量分析模型.研究结果表明,采用GA - PLS方法,最优模型建模数据点从3 001个减少到33个,独立验证集决定系数为0.89,预测标准差为2.87％,相对分析误差为3.06.近红外光谱技术结合GA - PLS建模用于快速检测秸秆和煤混燃物中秸秆含量具有可行性.     

鱼粉中氨基酸近红外光谱定量分析

收集了145个鱼粉样本,应用偏最小二乘（PLS）方法,建立了鱼粉中17种氨基酸和总氨基酸NIRS定标模型。天冬氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、脯氨酸和总氨基酸的化学分析值与NIRS预测值的决定系数R^2都达到0．87以上,相对标准差均小于10％,相对分析误差均大于3;酪氨酸的决定系数R^2为0．8678,相对标准差为8．65％,相对分析误差为2．77;组氨酸、丝氨酸和半胱氨酸的决定系数R。分别为0．9005、0．7436和0．3541,相对标准差分别为14．19％、17．85％和33．85％,相对分析误差分别为2．96、1．98和1．04。结果表明,利用近红外光谱分析技术能够较准确地检测鱼粉中14种氨基酸;酪氨酸只能进行粗略估测;组氨酸、丝氨酸和半胱氨酸难于进行实际检测。     

鱼粉中肉骨粉含量的近红外反射光谱分析

收集了112个鱼粉和34个肉骨粉样品，在鱼粉中掺入不同比例（5％～60％）的肉骨粉，制备了163个样本。应用偏最小二乘（PLS）定标方法，在8678．10～4250．34cm。波数范围内，采用变量标准化（SNV）、7点平滑和一阶导数对光谱进行预处理，建立了鱼粉中肉骨粉含量的NIRS定量分析模型。定标集真值与NIRS定标模型预测值之间的决定系数R^2和标准差RMSEC分别为0．9529和3．22，相对分析误差RPD为4．798。验证集真值与NIRS预测值之间的决定系数r^2及标准差RMSEP分别为0．9668和2．68，相对分析误差RPD为5．484。结果表明．利用NIRS分析技术可准确地检测鱼粉中肉骨粉含量．     

新型国产近红外分析仪在大豆油脂工业中的应用

近红外光谱分析作为一种快速无损的绿色分析技术,可应用于检测油料原料和油脂产品品质,为粮油企业带来巨大经济效益。该文采用一款新型国产化的近红外漫反射光谱分析仪对大豆油脂工业中的原料大豆和豆粕的水分、粗蛋白、粗脂肪和氨基酸含量指标进行了检测分析,分别建立了相应分析模型并进行验证,结果显示近红外预测结果与国标方法检测结果相关性好、准确度高,表明新型国产化的近红外分析仪可满足大豆油脂企业对原料和成品豆粕产品的质量控制要求。      

基于小波变换的方便面含油率近红外光谱检测技术

以检测方便面的含油率为例，探讨了用小波变换原理分析近红外温反射光谱并提取有效信息的方法。结果表明，变换后的光谱更能反映出与含油率之间的相关关系，通过与使用方便而原始温反向光谱、一阶导数、二阶导数的多元回归分析方法比较，得到使用8个迟度变换后的小波系数与含油率之间的关系最为显著，且四元回归分析的预测精度最好，比采用二阶导数时的平均相对预测误差降低1.1个百分点，相对误差的标准差降低0.18。小波变换方法提高了方便面含油率近红外光谱的定量分析精度。