鉴定小麦种子纯度的新型光谱技术

介绍了一种用于小麦种子纯度鉴定的新型光谱技术-太赫兹时域光谱技术.基于光学整流原理,设计了太赫兹时域光谱实验装置,并通过测试水蒸汽的频谱,验证了太赫兹时域光谱系统具有很高的频谱分辨率,可达到0.0001THz,可以用在对小麦种子的纯度鉴别领域.     

太赫兹时域谱技术的爆炸物探测应用

近年来,爆炸恐怖袭击事件的不断发生使得爆炸物探测成为安防工作的重要任务,同时也对爆炸物探测技术提出了更高的要求。由于炸药在太赫兹频段具有特征谱性质,因此通过太赫兹时域谱技术来探测炸药成为一项极具潜力的探测方法。本文分析了太赫兹时域光谱系统的实验装置,并对两种炸药(DNAN,DNMT)的特征吸收谱进行了测量,并且确定了它们的吸收峰位置。     

太赫兹技术在电力系统中的应用前景

1太赫兹波简介太赫兹（THz）波是指频率在0.1～10THz（波长为3000～30mm）范围内的磁波,在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，也是电子学向光子学的过渡区，称为电磁波谱的“太赫兹空隙（THzGap）”。     

太赫兹波光谱成像技术在肉制品检测中的应用

我国是农产品大国,但由于商品产后处理化水平不高造成出口比例低。生鲜肉制品的快速、准确、在线及无损检测在食品安全分析以及农产品检测中占有重要地位。太赫兹（THz）波作为一项新的、快速发展的技术在很多领域受到广泛关注。当食品安全检测技术面临巨大的机遇与挑战时,太赫兹波光谱成像技术具有高信噪比和动态范围宽等诸多特点,能够获得肉制品在THz波段的时域频域信息,不但能够辨别物体的形貌而且能够鉴别内部组成部分,因此在食品安全检测领域有独特的优势。简要介绍了太赫兹波概念、特点和与其他检测方法的对比,并讨论了在肉制品检测中的研究前景及受限因素。      

基于ATR的玉米种子活力太赫兹特征波段筛选方法

应用太赫兹时域光谱技术结合移动窗口相关系数法筛选与种子老化密切相关的太赫兹特征波段。选取3个不同品种的玉米种子,并制备人工老化0、1、2、3、4d的实验样本,采用衰减全反射(Attenuated total reflection, ATR)附件采集从样本分离得到的种胚和胚乳粉末的太赫兹吸光度谱（0.2~80cm-1）,应用移动窗口相关系数法（窗口宽度为10,阈值为0.3）筛选样本种胚和胚乳特征谱区。结果表明,不同品种样本筛选得到的老化特征谱区差异显著,说明种子老化进程受品种影响较大;在相同的老化阶段,不同品种样本的特征谱区也存在部分共同区间,且主要集中在60~80cm-1,说明老化进程中有些成分的变化相近;种胚和胚乳在相同老化阶段筛选的特征谱区不同,说明两者在老化进程中生理变化存在差异。本研究表明太赫兹时域光谱结合化学计量学方法可用于快速表征并探测玉米种子老化的动态变化过程。     

太赫兹波谱无损检测技术研究进展

太赫兹由于具有透视性、安全性和波谱分辨能力的特点,近年来得到了较快的发展和应用,成为无损检测的新技术,并被应用于国防、工业、半导体、通信、生物医学、制药、农产品及食品等多个领域.首先介绍了太赫兹波谱技术和成像技术的原理和特点,阐述了太赫兹技术在非金属材料特性和缺陷检测中的应用,并重点分析了近年来太赫兹技术在农产品及食品领域的应用新进展.最后,分析了太赫兹波谱无损检测技术的技术难点及问题,并对其发展趋势进行了展望.     

基于太赫兹衰减全反射技术的花生霉变程度判别

为了能够可靠、快速、便捷地检测花生仁不同程度的霉变,研究了一种基于太赫兹时域光谱技术、分别结合误差反向传播(Back propagation,BP)神经网络算法与支持向量机算法(Support vector machine,SVM)的霉变花生定性分析方法。为排除不同样本带来的偶然性,实验随机采集花育36号、鲁花9号两个花生品种进行霉变培养。依据花生的感官特征与前人的研究经验,将花生分为正常、轻度霉变、中度霉变与严重霉变4类,采用太赫兹衰减全反射技术采集花生仁样本光谱(波段0. 3～3. 6 THz)。利用傅里叶变换方法对时域光谱信号进行频域变换并进行加窗处理,然后对所得频域信号进行光学常数吸光度与吸收系数的提取,得到样本的光学常数信号,并进行特征波段筛选。在此基础上分别建立BP神经网络定性分析模型与SVM定性分析模型。实验表明,BP神经网络模型对花育36号花生霉变模型的预测集识别正确率为88. 57%,对鲁花9号花生霉变模型的预测集识别正确率为91. 40%;Lib-SVM模型对两个品种花生霉变的二分类模型、3类霉变花生的三分类模型的预测集识别正确率均为100%。应用太赫兹时域光谱技术结合SVM算法检测霉变花生仁效果良好,具有一定的可行性。     

基于太赫兹衰减全反射技术的花生品种快速鉴别

利用太赫兹衰减全反射技术,结合距离匹配算法,对不同品种花生进行快速分类鉴别。实验随机采集花育36号、鲁花1号和鲁花9号共3个花生品种、总计60个花生样本在0.3~3.6 THz的太赫兹衰减全反射光谱,随后对其吸收系数进行一阶导数及归一化预处理,并建立花生品种的距离匹配快速鉴别模型。距离匹配模型结果显示:3个类别的总体识别准确率可达93.3%,仅有1个样本预测错误。研究结果表明,利用太赫兹衰减全反射技术实现花生品种快速鉴别具有一定的可行性,具有操作简单且快速高效等特点。     

基于太赫兹光谱分析的猪肉K值无损检测方法

K值是评价猪肉新鲜度的重要指标,能够反映猪肉内核苷酸的分解情况,从而评定肉的变质程度。一般采用高效液相色谱法测定K值,此方法过程耗时,需破坏被测样品,不能满足生产和流通环节的快速检测需求。本文利用太赫兹(THz)光谱分析技术无损检测猪肉K值,探索快速检测K值的可行性。在0.2~2 THz范围内,采用衰减全反射模式提取80份不同新鲜度的猪肉THz光谱数据,同时用高效液相色谱法测定每份样品的K值。THz光谱原始数据经过一阶微分和Savitzky-Golay平滑滤波后,分别用主成分回归(PCR)、偏最小二乘回归(PLSR)和反向传播神经网络回归(BP-ANN)建立了THz光谱预测猪肉K值的数学模型。研究表明:非线性BP-ANN模型预测精度最高,相关系数为0.75,均方根误差为14.36%;采用THz光谱数据BP-ANN模型能够检测猪肉的新鲜度K值。与HPLC方法相比,该方法具有快速、无损、简单的特点。     

基于THz光谱分析技术的猪肉K值无损检测方法

K值是评价猪肉新鲜度的一个重要指标,它能够反映猪肉内核苷酸的分解情况,从而评定肉的变质程度。一般采用高效液相色谱法测定K值,此方法过程耗时,需破坏被测样品,不能满足生产和流通环节的快速检测需求。利用太赫兹(THz)光谱分析技术无损检测猪肉K值的可行性,探索快速检测K值的方法。在0.2~2THz范围内,采用衰减全反射模式提取80份不同新鲜度的猪肉THz光谱数据,同时用高效液相色谱法测定每份样品的K值。THz光谱原始数据经过一阶微分和Savitzky-Golay平滑滤波后,分别用主成分回归(PCR)、偏最小二乘回归(PLSR)和反向传播神经网络回归(BP-ANN)建立了THz光谱预测猪肉K值的数学模型。比较研究表明:非线性BP-ANN模型预测精度最高,相关系数为0.75,均方根误差为14.36%;采用THz光谱数据BP-ANN模型能够检测猪肉的新鲜度K值。与HPLC方法相比,该方法具有快速、无损、简单的特点。     

基于时域太赫兹光谱技术的橄榄油氧化程度检测研究

文章通过设定特定储藏条件加速橄榄油氧化酸败,获得不同氧化程度的橄榄油样品,并对样品的脂肪酸变化进行分析.采用太赫兹系统对不同储藏期的橄榄油样品进行检测,选择0.3THz～2.0 THz范围内的THz吸收光谱作为建模数据,结合支持向量机(SVM)、反向传播神经网络(BPNN)、偏最小二乘(PLS)、随机森林(RF)建模方...     

土壤成分与特性参数光谱快速检测方法及传感技术

近红外光谱技术在分析土壤成分含量以及理化特性参数方面获得了良好的预测精度.人工神经网络、遗传算法、小波变换和支持向量机等现代数据处理算法的应用,最大限度消除了光谱外界干扰、提取了光谱有效信息,使得土壤特性参数预测分析模型更准确、稳定.在进行土壤参数原位实时光谱检测时,如何消除土壤含水率、土壤粒度等的影响,还需要技术突破.开发便携式或车载式农田土壤光谱实时分析仪,是促进精细农业实践的重要措施,已开发的车载式土壤在线光谱仪可以实现多个土壤参数的分析,并达到了相当高的精度.进一步开发多功能土壤在线检测系统,利用土壤介电特性或机械特性与光谱特性测量结果相互补偿与校正以消除误差并提高测量精度,是未来的发展方向之一.光声光谱、激光诱导击穿光谱和太赫兹光谱技术等现代光谱分析方法在土壤成分与特性参数分析方面表现出很强的能力,开展基础研究,揭示这些光谱技术在不同土壤类型、不同土壤成分条件下的吸收特征参数,是未来的研究方向.     

基于拉曼光谱的食用调和油原料组分快速定量检测方法

应用激光拉曼光谱技术结合偏最小二乘法实现了食用调和油中5种原料油（花生油、芝麻油、菜籽油、大豆油和玉米油）的定量检测。首先选取食用油脂肪酸信息丰富的169.58～1813.61cm-1谱区,再通过一阶导数+Norris 3点预处理对该谱区进行滤波去噪,净化拉曼光谱信息,采用偏最小二乘法建立食用调和油中各原料组分的拉曼定量检测模型,其中花生油、芝麻油、菜籽油、大豆油和玉米油的检测模型的校正集相关系数分别为0.9998、0.9418、0.9988、0.9998、0.9961,验证集相关系数分别为0.9435、0.8593、0.9542、0.9676、0.9429,均方根误差分别为0.117、0.218、0.128、0.125、0.179。研究结果表明,激光拉曼光谱法结合化学计量学方法快速、准确地测定食用调和油中各原料组分的含量具有可行性,且预测能力良好。     

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。      

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。     

高维生素E含量大豆胚芽油的制备及其微胶囊化研究

大豆胚芽是大豆加工副产物,用其提取得到的胚芽油,富含不饱和脂肪酸、维生素E、植物甾醇等活性物质。该文着眼大豆胚芽的综合利用,开发富含维生素E等功能性成分的大豆胚芽油,并将其制成微胶囊,不仅充分发挥了大豆胚芽油的营养和保健功能,也可增强脂肪酸及其维生素E的稳定性。该文对大豆胚芽油的制备、精炼及其微胶囊化的工艺进行了研究。研究结果为大豆胚芽的合理有效利用提供了有价值的参考依据,具有一定的理论意义和较大的实际应用价值。      

大豆蛋白限制性酶解对乳化性质和吸油性的影响

利用中性蛋白酶和胰蛋白酶对大豆浓缩蛋白、分离蛋白进行限制性酶解处理,以SDS-PAGE分析评价酶解产品的蛋白质降解情况.评价水解度为1%、2%的8个酶解产品的乳化活性指数、乳化稳定性、吸油率,考察酶解产品的酶解模式与乳化性质、吸油性变化的关系.结果表明,酶解产品的乳化性质、吸油性变化与所使用的酶或水解度有关.大豆浓缩蛋白的限制性酶解可以提高产品的乳化性质和吸油性,水解度为1%的胰蛋白酶酶解产品具有最好的乳化性质和吸油性.大豆分离蛋白的限制性酶解也可以提高产品的乳化活性指数,但降低了其吸油性;水解度为1%的胰蛋白酶酶解产品也具有最好的乳化性质.