基于Elman网络的近红外光谱技术多组分定量分析研究 被引量：1

1

作者 刘波平 秦华俊 +2 位作者 罗香 曹树稳 王俊德 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2456-2459,共4页

研究了Elman神经网络(反馈神经网络,Recurrent Network)在近红外光谱定量分析中的应用。以饲料样品为实验材料,采用Elman网络建立了饲料中苯丙氨酸(Phe)、赖氨酸(Lys)、酪氨酸(Tyr)和胱氨酸(Cys)四种氨基酸含量的近红外光谱定量分析模... 研究了Elman神经网络(反馈神经网络,Recurrent Network)在近红外光谱定量分析中的应用。以饲料样品为实验材料,采用Elman网络建立了饲料中苯丙氨酸(Phe)、赖氨酸(Lys)、酪氨酸(Tyr)和胱氨酸(Cys)四种氨基酸含量的近红外光谱定量分析模型。用偏最小二乘法(partial least squares,PLS)将原始数据压缩为主成分,取前3个主成分的12个吸收峰值输入Elman网络,网络中间层神经元个数为47。Elman网络模型对样品4个氨基酸含量的预测决定系数(r2)分别为0.960,0.981,0.979,0.952。表明所建Elman网络预测模型通过近红外光谱能够较准确预测饲料中苯丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸和胱氨酸四种氨基酸的含量,为通过近红外光谱技术进行多组分定量分析提供了新思路。 展开更多

关键词 近红外光谱 ELMAN网络 偏最小二乘法 多组分定量分析

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拼混活性染料染色多组分定量分析方法

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作者 郭玉秋 钟毅 +1 位作者 徐红 毛志平 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期141-150,共10页

将拉曼光谱技术与化学计量法(偏最小二乘法)结合,建立了一种简便、灵敏、精确的多组分定量分析方法,可对混合液体多组分同时进行定量分析,进而有效提高织物色光稳定性和产品质量。首先根据拉曼光谱特征峰与染料质量浓度之间的线性关系... 将拉曼光谱技术与化学计量法(偏最小二乘法)结合,建立了一种简便、灵敏、精确的多组分定量分析方法,可对混合液体多组分同时进行定量分析,进而有效提高织物色光稳定性和产品质量。首先根据拉曼光谱特征峰与染料质量浓度之间的线性关系测定待测组分的检测极限,确定定量成分适用的质量浓度范围;然后构建多组分混合体系定量分析模型;最后通过检测双乙烯砜活性基结构的活性染料拼混染色在吸附过程中各组分质量浓度变化和纤维上染百分率,进一步评价染料的配伍性。结果表明:模型的拟合值与标准值之间的相关系数均大于0.99,内部交互验证均方根误差和预测均方根误差值均小于0.2,通过本文方法构建的多组分定量分析模型具有较高的准确性,且拼混的染料结构和质量比会影响单一组分的上染过程。 展开更多

关键词 拉曼光谱技术 多组分定量分析模型 活性染料 拼色染色 棉织物

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改进型PSO-SVM算法对井下多组分气体定量分析的研究 被引量：10

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作者 段小丽 王明泉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2883-2888,共6页

对于多组分混合气体定量分析而言,基于特征光谱的定量分析技术具有不可比拟的优势,而定量检测效率与精度取决于其采用的光谱数据处理算法的优劣。优化光谱分析算法参数与改进光谱数据处理方式是提高定量分析速度与精度的重要手段。针对... 对于多组分混合气体定量分析而言,基于特征光谱的定量分析技术具有不可比拟的优势,而定量检测效率与精度取决于其采用的光谱数据处理算法的优劣。优化光谱分析算法参数与改进光谱数据处理方式是提高定量分析速度与精度的重要手段。针对井下多组分气体定量分析建模过程中支持向量机(SVM)参数难以确定,并且随组分数增多而呈指数增长的光谱数据运算量的问题,提出了一种改进型粒子群优化-支持向量机(PSO-SVM)算法。该算法主要针对多组分气体混合光谱数据量大,光谱特征信息存在交叠的问题进行研究。通过粒子变异约束PSO算法的收敛路径,再通过粒子信息共享提高模型优化效率,最后利用设置动态不敏感区提高模型精度。设计了一种井下多组分气体快速定量检测系统。该系统由CPU控制信号调制模块驱动红外光源,信号光经过滤尘除湿后的气室照射在探测器上。在压力与温度传感器补偿的基础上,由信号处理模块将探测得到的光信号量化传入CPU,最终,结合改进型PSO-SVM算法实现各组分气体浓度的定量分析。在完成井下实际样气采集、预处理的基础上,对浓度范围0~10.0%的CH4和浓度范围0~1.0%的C2H6,C3H8,SO2和CO2共5种组分的混合气体进行了测试,获得了800组红外光谱数据,其中训练集400组,验证集400组。采用SVM建立了多组分气体的定量分析模型,利用改进型PSO对SVM中的参数进行了优化,并将获得的最优参数重建了定量分析模型。对采集的红外光谱数据分别由本算法与传统BP网络算法进行各组分气体浓度反演,实验结果显示,由于变异粒子对其产生的约束,使最优值收敛范围变小,从而提高了收敛速度,该算法建模时间仅为传统方法的1/10;由于通过气体光谱特性给出不敏感区,使特征光谱计算时交叉敏感效率降低,从而提高了模型预测的准确度,平均误差约为传统方法的1/5。由此可见,该算法在全局优化及快速收敛方面得到了显著提升,改进型PSO结合SVM用于井下多组分气体定量分析是可行的。改进型PSO-SVM算法对于多组分气体混合红外光谱数据的分离具有很好的适用性,其有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 多组分气体定量分析 粒子群算法 支持向量机 红外光谱

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全自动酶免分析仪定量分析系统研究

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作者 常海涛 祝连庆 +2 位作者 王中宇 周哲海 郭阳宽 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第6期46-49,共4页

为了提高酶免分析仪检测精度,建立了基于改进遗传算法的多组分定量分析校正模型。通过自适应寻优空间技术和小生境技术,对遗传算法进行改进。采用全息凹面光栅作为分光元件,搭建扫描式紫外可见分光光度实验系统,对食品工业中最常见的苋... 为了提高酶免分析仪检测精度,建立了基于改进遗传算法的多组分定量分析校正模型。通过自适应寻优空间技术和小生境技术,对遗传算法进行改进。采用全息凹面光栅作为分光元件,搭建扫描式紫外可见分光光度实验系统,对食品工业中最常见的苋菜红和胭脂红二组分混合水溶液进行定量分析,并与最小二乘回归方法进行了比较。实验结果表明:改进遗传算法预测精度与最小二乘法相近,对苋菜红和胭脂红的预测均方根误差(RMSEP)分别为0.88,1.71μg/m L;收敛速度明显快于传统遗传算法,为多组分同时测定提供了新的思路。 展开更多

关键词 全息凹面光栅 多组分定量分析 改进遗传算法 自适应寻优空间 小生境技术

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紫外光谱重叠的多组分混合物体系的同时定量测定

5

作者 刘慧 胡仰栋 卢彦越 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1416-1419,共4页

提出一种可将紫外吸收光谱严重重叠的混合物体系准确定量分析的方法。该方法利用系统聚类结合加和性检验而得的优化波长集合有效地降低了混合物光谱的相关性。通过选取优化波长集合内的波长点的信息,把吸光系数和待测浓度同时作为自变量... 提出一种可将紫外吸收光谱严重重叠的混合物体系准确定量分析的方法。该方法利用系统聚类结合加和性检验而得的优化波长集合有效地降低了混合物光谱的相关性。通过选取优化波长集合内的波长点的信息,把吸光系数和待测浓度同时作为自变量,建立非线性优化模型,对于组分间浓度差较小的混合物体系经一次优化分析计算可得待测浓度;混合物中组分浓度差较大的体系经四次左右优化迭代,逐步降低误差的分析结果,相对误差可控制在3.63%之内。分析结果表明该法稳定、准确、简便快速,可对多组分混合物体系进行定量测定。 展开更多

关键词 紫外光谱 系统聚类 多组分定量分析 迭代 非线性规化

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利用2DCOS进行多组分混合气体傅里叶变换红外光谱分析中同分异构体谱峰的辨别 被引量：3

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作者 赵安新 汤晓君 +1 位作者 张钟华 刘君华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2623-2626,共4页

在利用傅里叶变换红外光谱进行混合气体定量分析中,针对烃类尤其是同分异构体等构成的混合气体其谱图特征相似、吸收峰严重交叠,不易进行特征吸收成分的判别和特征变量选择的问题,为增强谱峰分辨力,采用广义二维相关光谱和傅里叶变化红... 在利用傅里叶变换红外光谱进行混合气体定量分析中,针对烃类尤其是同分异构体等构成的混合气体其谱图特征相似、吸收峰严重交叠,不易进行特征吸收成分的判别和特征变量选择的问题,为增强谱峰分辨力,采用广义二维相关光谱和傅里叶变化红外光谱对烃类混合气体分析中同分异构体进行辨别,以异丁烷和正丁烷的红外光谱及受浓度扰动组成的光谱组为例进行二维相关红外光谱分析。通过观察全波段和主吸收峰波段单组分气体的傅里叶变换红外光谱,可知其谱图相似,吸收峰严重交叠,如果混合在一起,将基本无法辨别何种分子结构及成分。通过广义二维相关光谱的变换,其二维相关光谱的同步谱和异步谱可以清晰地辨别出异丁烷和正丁烷的特征吸收峰及其各自强度,实验结果可知,异丁烷在2 893,2 954和2977cm-1,正丁烷在2 895和2 965cm-1具有强的吸收特征谱线。分析结果初步验证了二维红外相关光谱在多组分混合气体傅里叶变换红外光谱定量分析中谱分辨率增强方面的应用。 展开更多

关键词 二维相关光谱 傅里叶变换红外光谱 谱分辨率增强 同分子异构体 多组分混合气体定量分析

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一种改进型多组分气体的Tikhonov正则化特征光谱提取方法 被引量：5

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作者 汤晓君 张蕾 +3 位作者 王尔珍 李者不 孟永鹏 刘君华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2730-2734,共5页

针对FTIR光谱分析数据计算量大,具有相同基团的多组分混合气体交叉灵敏度过高,以及在线分析过程中基线漂移等问题,提出了一种改进的TR2-1(Tikhonov 2norm-1norm)正则化特征变量提取法。该方法借鉴TR1和TR2模型的基本思想,引入谱线距离... 针对FTIR光谱分析数据计算量大,具有相同基团的多组分混合气体交叉灵敏度过高,以及在线分析过程中基线漂移等问题,提出了一种改进的TR2-1(Tikhonov 2norm-1norm)正则化特征变量提取法。该方法借鉴TR1和TR2模型的基本思想,引入谱线距离和谱线系数绝对值最小化两个约束项来保证所提取特征量的准确度,消除基线漂移所带来的影响,并结合上述两种模型建立了不适定问题的最优化求解通式。该通式有效地克服了经验法和实验法确定正则矩阵和参数所带来的误差。实验以浓度为0.01%～20%的甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷气体为例进行了特征光谱选取。结果表明,对于浓度为0.2%的甲烷气体,其预测误差平方和仅为2.6×10-4,可决系数达到0.959 2,分析准确度高,有效增强了TR正则法的实用性。 展开更多

关键词 多组分气体定量分析 特征变量提取 TIKHONOV正则化 L曲线

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连续波长紫外分光光度法对合成食用色素混合体系的同时定量测定 被引量：14

8

作者 刘慧 胡仰栋 孙小云 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期164-166,共3页

提出一种用连续波长的紫外光谱吸光度数据对多组分合成食用色素的定量分析方法。该方法利用连续波长信息把吸光系数和待测浓度同时作为自变量,建立非线性优化模型,对于组分浓度差较小的混合物体系经一次优化分析可得待测浓度。混合物中... 提出一种用连续波长的紫外光谱吸光度数据对多组分合成食用色素的定量分析方法。该方法利用连续波长信息把吸光系数和待测浓度同时作为自变量,建立非线性优化模型,对于组分浓度差较小的混合物体系经一次优化分析可得待测浓度。混合物中浓度差较大的体系经四次左右优化迭代,逐步降低误差得分析结果。利用本法对四组分混合色素体系分析结果表明,该法稳定、准确、简便快速、实用灵活,可对色素混合物体系进行定量测定。 展开更多

关键词 紫外光谱 连续波长 食用色素 多组分定量分析 非线性规化

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基于Tikhonov正则化特征光谱选择与最优网络参数选择的轻烷烃气体分析 被引量：4

9

作者 汤晓君 郝惠敏 +1 位作者 李玉军 刘君华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1673-1677,共5页

特征变量选取与模型的建立是光谱定量分析的两个主要研究内容。首先讨论了Tikhonov正则化特征光谱选取算法在多组分烷烃气体分析应用中的参数确定方法,然后针对甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷七种烃烷的小浓度分析,... 特征变量选取与模型的建立是光谱定量分析的两个主要研究内容。首先讨论了Tikhonov正则化特征光谱选取算法在多组分烷烃气体分析应用中的参数确定方法,然后针对甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷七种烃烷的小浓度分析,从中红外吸收光谱中提取了七组特征光谱,并用这些特征光谱作为输出,用神经网络建立了七种烃烷气体的分析模型。为克服神经网络的过训练问题,提出根据误差处理的方式从多个训练好的网络中选择最优网络的网络最优参数选择法。最后给出了分析模型的标气检验结果表明,在各种烃烷气体1%范围内,提出的分析方法有效消除了各种烷烃之间的交叉敏感,交叉干扰小于0.5%;分辨率高,达20×10-6。 展开更多

关键词 多组分气体定量分析 特征光谱选择 TIKHONOV正则化 交叉敏感 神经网络

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主成分提取在遥感FTIR谱图解析中的应用 被引量：6

10

作者 胡兰萍 张琳 +4 位作者 李燕 张黎明 任翌博 于佰华 王俊德 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2193-2196,共4页

建立了基于人工神经网络(ANN)的遥感FTIR谱图解析方法。针对人工神经网络(ANN)训练时间过长和模型"过拟合"的问题,采用偏最小二乘法(PLS)和主成分分析法(PCA),对输入ANN的光谱数据进行了主成分提取,使ANN分析时间从30多分钟... 建立了基于人工神经网络(ANN)的遥感FTIR谱图解析方法。针对人工神经网络(ANN)训练时间过长和模型"过拟合"的问题,采用偏最小二乘法(PLS)和主成分分析法(PCA),对输入ANN的光谱数据进行了主成分提取,使ANN分析时间从30多分钟缩短为10多秒钟;模型传递技术的引入,克服了遥感FTIR谱图分析中反复建模问题。经过优化的方法,实现了用EPA数据建模,对大气中的四组分混合体系——丙酮、苯、三氯甲烷和甲醇的遥感、实时、准确测定,PLS-ANN模型得到的结果最好,对丙酮、苯、三氯甲烷和甲醇的预测误差分别为0.043,0.031,0.034,0.051,保证了遥感FTIR对大气中有毒气体混合物实时、准确、快速监测。 展开更多

关键词 偏最小二乘法 主成分分析 人工神经网络 模型传递 多组分定量分析

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基于纳米金显色反应的阵列传感器结合化学计量学检测重金属离子 被引量：2

11

作者 黄丽娟 张欣 张卓勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期361-362,共2页

实验设计了一种灵敏度高、操作简单、价格低廉的阵列传感器可同时测定多种金属离子和金属含氧酸根。该方法基于纳米金显色反应的原理,结合化学计量学方法,利用230~800nm波段的光谱代替传统的单变量(A620/A520)分析方法建立PLS定量分析... 实验设计了一种灵敏度高、操作简单、价格低廉的阵列传感器可同时测定多种金属离子和金属含氧酸根。该方法基于纳米金显色反应的原理,结合化学计量学方法,利用230~800nm波段的光谱代替传统的单变量(A620/A520)分析方法建立PLS定量分析模型和PLS-DA分类模型,得到了满意的结果。我们利用氨基酸可以防止纳米金溶胶在高浓度氯化钠溶液中聚沉的性质设计一个基于氨基酸、纳米金颗粒和待测物之间竞争反应为基础的阵列传感器检测金属离子和金属含氧酸根。基于Cd^(2+),Ba^(2+),Mn^(2+),Ni ^(2+),Cu^(2+),Fe^(3+),Cr^(3+),Cr_2O_7^(2-),Sn^(4+),Pb^(2+)诱导氨基酸-AuNPs聚沉体系的紫外-可见光谱具有明显差异。PLS-DA模型成功地识别了水溶液中的九种金属阳离子和一个含氧酸根,分类准确率达到100%。利用化学计量学方法和上述阵列传感器同时定量分析了二元和三元体系(Cr^(3+)/Cr_2O_7^(2-),Fe^(3+)/Cd^(2+),Fe^(3+)/Cr^(3+)/Cr_2O_7^(2-))中的金属离子和金属含氧酸根。传感单元的增加进一步提高了该方法的准确性和可靠性,为复杂体系中金属离子和金属含氧酸根的定量分析提供了可能性。 展开更多

关键词 SPR 纳米金 显色反应 化学计量学 多组分定量分析

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