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原文传递一种基于近红外光谱对彩棉色度的快速测定方法

专利名称：	一种基于近红外光谱对彩棉色度的快速测定方法
摘要：	本发明涉及一种基于近红外光谱对彩棉色度的快速测定方法，该方法是由样品采集、近红外谱图的采集、扫描参数设置、样品化学色度值测定、光谱数据预处理、校正模型的建立和样品色度值含量的模型预测步骤完成，该方法无需对样品进行预处理，方便快捷，对人体和环境没有任何副作用，检测结果相对偏差小，如果检测样品的化学测定值精度高，本发明的预测值则可以接近真实值。这种快速检测的方法解决了彩棉在推广及收购、加工环节中品质鉴定与分级等关键技术问题，整个近红外检测过程仅需短短几分钟，具有操作简单、检测快捷、测定效率高等特点，值得在彩棉选购鉴定中推广应用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	新疆;65
申请人：	新疆维吾尔自治区分析测试研究院
发明人：	阿依古丽·塔什波拉提;韩飞;李慕春;王红丽;王苗苗;严欢
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810384841.5
公开号：	CN108827907A
代理机构：	乌鲁木齐中科新兴专利事务所(普通合伙) 65106
代理人：	李静
分类号：	G01N21/359(2014.01)I;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/359
申请人地址：	830011 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市科学北路374号
主权项：	1.一种基于近红外光谱对彩棉色度的快速测定方法，其特征在于按下列步骤进行：样品采集：a、采集成熟的各种品系、各种成熟期和各个部位的干燥棕色彩棉样品，分别将采集的棕色彩棉纤维样品晾干，去除棉籽、木屑杂质，使之呈色均匀，储存于干燥的牛皮纸信封中备用；样品近红外谱图的采集：b、采用近红外光谱仪的旋转漫反射采样系统进行采集，试验前将近红外仪器预热30 min，选择棕色具有颜色区域代表性棕色彩棉纤维150份，并进行编号，准确称量1.0g棕色棉纤维样品置于旋转样品池中，以仪器内置背景为参比，采用均匀旋转模式，获取样品近红外光谱图，每个样品扫描两次，采样区域不完全重合；扫描参数设置：c、光谱集范围 1000nm‑2400nm，扫描次数 32 次，分辨率32cm‑1，扫描温度为 20℃，湿度为35%，采集结束后，取样品平均光谱为样品的最终光谱；样品化学色度值测定：d、取步骤c采集后的棕色棉花纤维1.0 g，用质量分数为1%的氢氧化钠溶液50 mL超声提取2次，合并提取液，补足失重，用0.5 mol·L‑1盐酸溶液调节提取液pH=7，作为供试样品溶液；e、按照GB11903‑89水质色度的测定方法中铂钴比色法配制色度标准储备液、标准系列溶液和测定棕色棉纤维样品的色度值；样品分类：f、在近红外测定软件中，将得到的测定棕色棉纤维样品的色度值和采集的原始光谱相互对应，按照校正集样品均匀分布原则，将样品集分成校正集和验证集，具体方法：首先将得到的代表性棕色彩棉纤维色度值从小到大进行排序，然后每隔5个取1个作为验证集，其余作为校正集，并且调整棕色彩棉纤维色度值的最小值和最大值，使之划归为校正集，校正样本集及验证样本集用来建立定量校正模型，预测样本集用来检测模型的准确性及重复性，其中，校正集样本含量为60%，校正样本集含量为20%，预测样本集含量为20%；模型的建立及优化：g、将校正集样品的近红外光谱图和校正集样品的色度值的导入SupNIR 2700近红外光谱仪软件的模型管理界面中，首先，在全谱范围内对校正集样品的近红外光谱进行预处理，样品光谱数据经过Savitzky‑Golay处理，有效消除基线和其他背景的干扰、提高了分辨率及灵敏度，接着采用偏最小二乘回归法结合交互验证对校正集样品建立预测校正模型，根据近红外定量校正模型的参数对预测校正模型进行优化，其中，通过改变建模近红外光谱波段、以及光谱处理方式进行优化处理：采用多元散射校正和基线校正消除纤维样品表面颗粒大小以及纤维表面散射对谱图的影响，优化图谱，通过校正集标准差、交互验证集标准差、预测集标准差及参考定量校正模型校正集预测值与测定值的相关系数，综合选择校正集标准差、交互验证集标准差最小，定量校正集模型及预测集模型相关系数最大、选择光谱波段为1050‑1699nm、1799‑2399 nm进行建立校正模型，该模型即棕色彩棉纤维色度值最优的定量校正模型；彩棉纤维色度值预测：h、选择步骤f中的棕色彩棉预测集样品，将其近红外光谱数据导入所建立的定量模型中，通过模型运算分析，即可得到预测集样品色度值为预测值，将预测值与实际测定值进行统计学误差分析，该模型外部预测结果相对标准偏差应<0.5。
所属类别：	发明专利