短波近红外光谱-偏最小二乘法测定白酒中乙醇含量

应用近红外光谱技术结合偏最小二乘法（NIRS-PLS）建立白酒中乙醇含量定量分析数学模型。所建校正模型相关系数（Corr.Coeff.）达到0.99986,校正集均方根误差（RMSEC）为0.00225,预测均方根误差（RMSEP）为0.00137,模型通过交互验证检验,得出PLS因子数为4时预测残差平方和（PRESS）和交互验证均方根误差（RMSECV）最小。用所建模型测定样品与气相色谱分析结果相对误差不大于0.81%。实验结果表明该方法准确性、稳定性好、精密度高。      

利用近红外光谱和偏最小二乘回归法预测脂肪酸组成

采集了30种植物油样品在10000~55 00 cm-1范围内的近红外透射光谱,将所有样品作为校正集,随机抽取10种样品作为预测集,以气相色谱方法测得植物油中主要成分油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸的含量为参考值,应用偏最小二乘回归法建立了基于近红外光谱的测定植物油主要成分含量的校正模型。四种成分校正模型的交叉验证误差均方根为0.281 1%~1.496 4%,预测误差均方根为1.080 8%~18.063 0%,校正集的预测值与实测值的相关系数均大于0.99,预测集中除了棕榈酸的预测值与实测值的相关系数为0.817 9,其余均大于0.9。     

近红外光谱结合不同偏最小二乘法快速检测镇江香醋的浑浊度

利用近红外光谱(4000cm-1～10000cm-1)结合化学计量学方法快速检测了镇江香醋中的浑浊度。首先,用近红外光谱仪采集香醋样本的近红外光谱数据以及用离心法测定样本的浑浊度值;然后,采用间隔偏最小二乘法(iPLS)、反向区间偏最小二乘法(biPLS)、联合间隔偏最小二乘算法(siPLS)优选光谱特征区间;最后,采用全光谱(4000cm-1～10000cm-1)偏最小二乘法(PLS)对优选出来的区间建立香醋浑浊度近红外光谱模型。结果表明,采用siPLS将全光谱均匀划分30个子区间,选择4个子区间[4 10 18 27]联合时,建立的模型预测效果最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.173和0.208,校正集和预测集相关系数分别为0.9337和0.9004。因此,利用近红外光谱技术快速检测香醋中的浑浊度是可行的。     

近红外光谱结合不同偏最小二乘法无损检测食醋中总酸含量

探讨了快速、无损检测食醋中总酸含量的建模方法,利用近红外光谱法分别结合间隔偏最小二乘法(iPLS)、反向区间偏最小二乘法(BiPLS)、联合间隔偏最小二乘算法(SiPLS)进行建模,对各算法在不同划分区间数及区间选择时对建立模型的影响进行比较.结果表明:BiPLS、SiPLS(2,3,4区间联合)建模效果较好于iPLS所建立的模型,其中BiPLS在选择43个子区间,5个子区间联合(3,4,6,7,16)最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.2876和0.2726,校正集和预测集相关系数分别为0.9343和0.938;SiPLS在选择3个区间联合,49个区间数(3、5、7区间联合)最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.2607和0.2802,校正集和预测集相关系数分别为0.9463和0.9371;iPLS在选择22个子区间,第三个子区间,主因子数为4时最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.2998和0.2977,校正集和预测集相关系数分别为0.928和0.9213.不同偏最小二乘算法所选取区域大多集中于5500～6000 cm-1范围内,证明该波数范围应该是总酸的相应特征区间.     

近红外光谱结合区间偏最小二乘法应用于花生油酸价的测定

采用近红外光谱法结合不同区间偏最小二乘波长筛选法建立花生油酸价的定量分析模型。采用酸碱滴定法测定花生油样本的酸价同时采集近红外光谱数据;采用区间偏最小二乘法(iPLS)、向后区间偏最小二乘法(BiPLS)、移动窗口偏最小二乘法(mwPLS)优选光谱特征区间;采用偏最小二乘法(PLS)对优选出来的谱段建立酸价的定量模型。结果表明,采用mwPLS选择的谱段建立的模型预测效果最佳,RMSECV和RMSEP分别为0.247 76和0.131 5,校正相关系数和预测相关系数分别为0.993 2和0.996 9。因此,近红外光谱结合移动窗口偏最小二乘法可以快速准确测定花生油的酸价。     

基于近红外光谱的柠檬酸发酵液化清液概率偏最小二乘法监控

柠檬酸发酵液化清液生产过程监控对整个柠檬酸生产至关重要,近红外光谱能够通过不同波长下分子的振动多方面地反映过程的运行状况,包含了大量的过程信息。但是,现有方法往往是建立近红外光谱与总糖总氮等质量变量的回归模型,通过判断质量变量是否超过阈值实现对过程运行状态的事后报警,忽略了近红外光谱内部的很多有用信息,监控效果较差。该文充分利用和分析近红外光谱的统计特性,提出一种基于近红外光谱生产过程的统计监控方法,首先建立近红外光谱和总糖总氮的概率偏最小二乘模型(probability partial least squares,PPLS),然后基于模型对不同的信息设计监控指标,能够充分利用近红外不同波长上的信息,实现故障的事前预警。结果表明,采用该方法得到漏报率为9.68%,错报率为25.81%,可以有效地对柠檬酸发酵液化清液生产过程进行监控。     

基于偏最小二乘(PLS)法白酒中乙醇含量的近红外检测

将近红外光谱与偏最小二乘法相结合,对白酒中乙醇含量进行快速准确检测。研究了标准溶液的近红外吸收光谱和一阶导数光谱,采用偏最小二乘法建立校正模型,选择了最佳主成分数,并对实际酒样中乙醇进行预测,得到了比较满意的结果。     

基于偏最小二乘法的板栗近红外光谱分析模型的建立

目的:应用近红外光谱技术和化学计量学方法,建立板栗品质分析的近红外光谱模型。方法:采用傅里叶变换近红外光谱仪,采集样品的近红外漫反射光谱,再用传统理化分析方法测得样品的各项品质参数,采用偏最小二乘法(PLS)建立定标模型,内部交叉验证法对模型进行检验。结果:对板栗分别建立了水分、淀粉、硬度和糖度的PLS模型,4种PLS模型都非常理想,模型的相关系数均大于0.99。结论:采用近红外光谱法可以实现板栗品质指标的快速无损检测。     

基于近红外光谱与组合间隔偏最小二乘法的稻米镉含量快速检测

采用近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)结合组合间隔偏最小二乘法(synergy interval partial least squares,siPLS)建立稻米镉含量快速检测的方法。收集并分析72个稻米样品的NIRS谱图。对光谱前处理方法进行优化,确定平滑、多元散射校正与均值中心化处理为最优方法。采用siPLS法筛选特征波数,建立稻米镉含量的定量模型。稻米镉siPLS模型交叉验证均方根(RMSECV)与预测均方根(RMSEP)值分别为0.247与0.261,训练集相关系数(Rc)与预测集相关系数(Rp)值分别为0.919与0.895。结果表明:运用siPLS法选择特征波长后,不但可以降低模型的复杂度,同时还能够提高预测精度。NIRS作为一种快速、无损与便捷的初筛方法,可用于检测稻米中镉含量是否超标。     

长波二阶导数近红外光谱-偏最小二乘法测定白酒中乙醇含量

根据近红外光谱的振动吸收强度与有机分子官能团含量的线性关系,用偏最小二乘法对白酒的近红外光谱和其中的乙醇浓度建立相关模型。为了优化模型,我们对白酒的近红外光谱进行一阶导数处理,选择最佳的波长范围和最适的因子数。然后用所建的模型对预测集和白酒样品进行预测,所得结果令人满意。有望成为白酒快捷而准确的检测方法。     

近红外光谱结合偏最小二乘法快速测定糖果中水分含量

采用近红外光谱(NIR)结合偏最小二乘法(PLS)建立了一种糖果中水分含量快速准确的测定方法。在12500~3600 cm^-1光谱范围内采集116批糖果的近红外漫反射光谱,并用减压干燥失重法测定其水分含量。通过比较不同参数对建模的影响,发现用多元散射校正法进行预处理,在11682.2~9826.1、8939.0~6267.9、5378.8~4487.8 cm^-1光谱范围内,主成分数为15时,应用PLS方法建立的糖果水分的定量分析模型效果最佳。所建立模型的相关系数为0.9716,校正均方根误差和验证均方根误差分别为0.97%和1.03%。该方法结果准确可靠、操作简便,可用于糖果中水分含量的快速检测。     

基于近红外光谱建立纸张表面施胶量测定模型

采集不同施胶量纸张的近红外光谱,利用偏最小二乘法建立测定纸张表面施胶量基于近红外光谱的校正模型。得到校正模型的交叉验证均方差（RMSECV）和外部验证均方差（RMSEP）分别为0.0928和0.1460,校正数据集和独立的检验数据集的预测值与实际测定值之间的相关系数分别为0.9609和0.9294,表明所建立的校正模型具有较高的预测精度和较好的推广性,为纸张无损伤、无预处理的快速、简便、准确的检测提供了新的途径,并且可望实现纸机上的在线检测。     

面粉湿面筋近红外定量分析中的光谱预处理方法研究

采用10种不同的预处理方法对面粉湿面筋含量的近红外光谱数据进行预处理,并比较了10种预处理方法对偏最小二乘法（PLS）建立定量模型效果的影响。结果表明,采用近红外光谱（NIRS）分析技术对面粉中的湿面筋含量进行定量分析时,一阶导数+减去一条直线的预处理方法对面粉湿面筋含量的预测效果最好,内部交叉验证相关系数R为0.901 8,内部交叉验证标准差（RMSECV）为0.708;预测相关系数R为0.920 9,预测标准差（RMSEP）为0.083,提高了预测模型的精度和准确性。     

基于近红外光谱的散养土鸡与笼养肉鸡的 营养成分预测

目的建立土鸡与肉鸡的蛋白质、脂肪含量快速预测模型。方法收集土鸡与肉鸡新鲜样本各30份,取其中各20份样品,应用近红外光谱分析技术和区间最小二乘法建立蛋白质、脂肪的定量分析模型;然后对剩余样品进行预测,并进行误差分析。结果土鸡与肉鸡的蛋白质模型相关系数分别是0.978和0.963,内部交叉验证均方差(RMSECV)分别为0.197和0.201;脂肪模型的相关系数分别为0.946和0.952,RMSECV值分别为0.318和0.149。预测中,蛋白质预测结果与实测结果误差平均为0.193和0.214,标准差为0.098和0.065;脂肪预测结果与实测结果的误差平均值分别为0.318和0.149,标准差分别为0.072和0.103。结论通过预测结果与实测结果比较,发现差异并不显著,标准方差在10%及以下,并且预测模型的相关系数越大,预测结果越准确,说明了近红外光谱技术与区间最小二乘法预测模型的可行性、准确性、快速便捷性,能够为市场土鸡肉与肉鸡肉的鉴别提供快捷有效的方法。同时,为提高预测结果的准确性,需采用尽量多的样品建立预测模型。     

近红外光谱法快速检测甜菜糖度的模型优化

目的建立起近红外光谱技术关于甜菜糖度的最佳预测模型。方法研究了Savitzky-Golay平滑处理、Savitzky-Golay导数、均值中心化、差分求导、净分析信号、去趋势校正、标准正态变量变换和多元散射校正等8种预处理方法的多方法联用处理进行光谱数据的预处理,结合光谱波段优选,建立甜菜糖度与近红外光谱的预测模型。结果在进行模型的评价时,以误差均方根(SEP)、校正标准误差(SEC)与交叉检验误差(SECV)作为评价指标。结论发现经过光谱波段优选之后,结合Savitzky-Golay平滑、Savitzky-Golay导数、去趋势校正及均值中心化进行光谱数据的预处理得到的模型效果最佳。     

近红外光谱分析法快速测定稻谷常规化学指标

采集150份有代表性的我国南方地区稻谷样品的近红外光谱,用偏最小二回归分析法(PLS),建立了稻谷的水分、直链淀粉、蛋白以及胶稠度的近红外定量分析模型,并对30份预测集样品进行了验证。水分、直链淀粉、蛋白以及胶稠度的校正集模型的决定系数所(R2)分别为0.990 3、0.560 3、0.913 2以及0.678 0,交互验证均方根误差(RMSECV)分别为0.372 8%、1.456 9%、0.305 4%以及5.031 5%;验证集标准预测偏差(RMSEP)分别为0.382 5%、1.465 0%、0.510 0%以及5.052 1%。结果表明,近红外光谱分析法可以满足快速分析的要求。     

基于近红外漫反射光谱的面包老化过程中非冻结水含量无损检测

目的 建立一种基于近红外光谱技术快速无损测定面包老化过程中的非冻结水含量的方法。方法 应用近红外漫反射光谱技术采集新鲜面包在放置2h、2d、3d、4d、5d、6d、7d时的光谱，对比导数、S-G平滑(Savitzky Golay smooth)、标准正态变量变换(Standard normal variable transformation，SNV)及多元散射校正(Multiplicative scatter correction，MSC)预处理方法，利用偏最小二乘回归法(Partial least square regression，PLSR)和多元线性回归法（Multiple Linear Regression，MLR）建立面包老化过程中的非冻结水含量的预测模型，并对比两种模型预测结果。结果 利用PLSR建模相较MLR建模结果较好，建立的模型预测结果较好，模型的校正集相关系数（Rc）和均方根误差（RMSEC）分别为0.9386和0.0236 , 验证集相关系数（Rv）和均方根误差（RMSEP）分别为0.9271和0.0245。结论 通过近红外光谱技术结合偏最小二乘法建立面包老化过程中的非冻结水含量模型可作为面包老化过程中的非冻结水含量无损快速测定的可行性方法，其含量变化可以有效预测面包老化，为面包老化的无损检测提供了新的可行方案。     

间隔连续投影算法应用于近红外光谱苹果糖度模型的优化

目的采用一种改进的连续投影算法(successive projection algorithm,SPA)筛选光谱区间变量,优化苹果近红外光谱模型。方法试验以半透射方式无损地获取134个苹果的光谱信息,再以标准方法破坏性检测其内部糖度指标,在光谱信息与糖度指标之间构建定量模型。区间连续投影算法(intervals SPA, iSPA)是根据各光谱区间之间的投影关系,选择那些具有共线性小的区间变量来构建偏最小二乘模型(partial least square,PLS)。尝试以全区间光谱划分的间隔数量从5到60,步长为5,以优化共线性小的间隔组合。结果当划分为20个间隔时,构建的PLS模型相比于其他划分间隔时的模型,具有较小的交互验证均方根误差和较少的入选变量,此时对预测集的预测均方根误差为0.521,优于常规连续投影算法线性回归和全区间PLS模型的预测性能。结论区间连续投影算法可用于光谱区间变量的筛选,结合偏最小二乘法可提高模型的预测性能。     

基于近红外光谱法的桑蚕丝接枝率快速定量测定

为解决蚕丝经化学接枝增重处理后,接枝率难以直接测定以及现有的热分析法检测耗时长、不适用于批量化快速检测等问题,提出了采用近红外光谱技术对蚕丝接枝率进行快速测定的方法。应用近红外光谱法结合化学计量学软件,选择偏最小二乘法,从光谱预处理、最佳主因子数选择以及建模谱区选择3个方面优化建立甲基丙烯酰胺接枝蚕丝的接枝率预测模型,得到所建模型的内部预测准确率为91.03%。使用19个已知参比值但未参与建模的样本对模型的稳健性进行验证,对预测值和参比值进行配对t检验,在给定显著水平α为0.05条件下,模型预测结果与称重法测试结果不存在显著性差异。结果表明,近红外光谱技术可为蚕丝接枝率的定量测定提供一种快速有效的分析方法。