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牛奶中的蛋白质含量会影响牛奶的品质,利用高光谱图像的光谱特征信息研究对牛奶蛋白质含量预测的可行性。本文提出一种基于竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling, CARS)和连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)结合多层前馈神经网络(back propagation, BP)的预测建模方法,实验以含有不同浓度蛋白质的牛奶为对象,利用可见光/近红外高光谱成像系统共采集到5种牛奶共计250组高光谱数据,通过实验对比选择采用标准化方法对获取到的吸收光谱预处理,然后采用CARS结合SPA筛选特征波长,得到18个特征波长,建立CARS-SPA-BP模型,经过试验,CARS-SPA-BP模型的训练集决定系数和测试集决定系数R;和R;分别达到0.971和0.968,训练集均方根误差(root mean square error of calibration,RMSEC)和测试集均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)达到了0.033和0.034。研究发现,采用CARS结合SPA筛选的牛奶特征波长建立的多层前馈神经网络模型,其模型预测结果与全波长建模相比并没有明显降低,因此将CARS结合SPA用于波长筛选并且结合BP神经网络基本可以完成对牛奶蛋白质含量的预测。为验证CARS-SPA-BP模型的预测能力,在相同数据环境下,使用较为传统的偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)进行建模,实验结果表明,CARS-SPA-BP相较于PLSR,R;和RMSEP均有明显提升。研究表明,CARS-SPA-BP可充分利用牛奶光谱特征信息实现较高精度的牛奶蛋白质含量检测。 相似文献
3.
同时测量氢和氧CARS谱的新方法 总被引:1,自引:0,他引:1
提出一种仅需一台染料激光器即可同时测量火焰中氢和氧的CARS谱的新方法.取带宽为120cm~(-1).中心波长位于580.4nm的Stokes光束与532nm的泵浦光束相配合.同时测量氢扩散火焰中的氢和氧的CARS谱.用氢的S(6)和S(5)的积分强度比确定火焰中的温度并与氮的Q支CARS谱测量的温度和经过热损耗修正的热电偶测得的温度取得了相当好的一致结果.一次测出氢和氧的CARS谱.避免多次测量中参数的难以重复性.提高了以温度为参数来确定浓度的准确性. 相似文献
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8.
Temperatures and concentrations of OH radicals in silica generating counterflow oxy-hydrogen diffusion flames are measured using a broadband coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS) and a planar laser induced fluorescence (PLIF) techniques to study thermo-chemical effects of SiCl4 addition to flames. Numerical analysis considering detailed chemical reactions including silica generating reactions is also conducted. The experimental results demonstrate that temperatures decrease in preheated zone due to the increase in specific heat of the gas mixture while the decrease is mitigated in particle formation zone due to the heat release through hydrolysis and oxidation reactions of SiCl4. Also, OH concentrations significantly decrease in silica formation flame, which can be attributed to the consumption of oxidative radicals during the silica generating reactions of SiCl4 and depletion of OH by HCl. The numerical simulation agrees well for flames having relatively low flame temperatures of 1750 K but underestimates the decrease in OH concentration for high temperature flame over 2700 K. The disagreement for the high temperature flames would imply possible OH consumption via direct reactions between OH radicals and silicon chlorides, which is expected to be highly sensitive to temperature. 相似文献
9.
A neural network trained with clustered data has been applied to the extraction of temperature from vibrational Coherent Anti-Stokes Raman (CARS) spectra of nitrogen. CARS is a non-intrusive thermometry technique applied in practical combustors in industry. The advantages of clustering of training data over training with unprocessed calculated spectra is described. The method is applied to CARS data from an isothermal furnace and a liquid kerosene fuelled aeroengine combustor sector rig. Resulting temperatures have been compared with values extracted from the data using conventional least squares fitting and, where possible, mean temperatures measured by pyrometer and blackbody cavity probe. The main advantage of the neural network method is speed, with the potential for online temperature extraction at the spectral acquisition rate of 10 Hz using standard PC hardware. 相似文献
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