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基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法及系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):12061196閱讀:564來(lái)源:國(guó)知局
基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法及系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及光譜測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及紅外光譜測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,具體是指一種基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法及系統(tǒng)。



背景技術(shù):

隨著食品工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,近年來(lái)奶粉市場(chǎng)一直暢旺,專用奶粉走俏市場(chǎng),消費(fèi)群體日益擴(kuò)大。奶粉選用新鮮牛乳為主要原料,添加優(yōu)質(zhì)鈣源,強(qiáng)化維生素,采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,經(jīng)殺菌、濃縮、噴霧干燥、噴涂卵磷脂等先進(jìn)工藝精制而成。奶粉在加工過程中進(jìn)行強(qiáng)化調(diào)制,使奶中乳蛋白適度變性,從而易于人體消化吸收,并能補(bǔ)充一定種類和數(shù)量的微量元素和其他營(yíng)養(yǎng)素,使其營(yíng)養(yǎng)成分比鮮乳更全面、更合理的適應(yīng)不同人群的需要,目前奶粉已成為乳制品行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。然而伴隨著乳品加工行業(yè)的迅猛發(fā)展,乳品質(zhì)量的保障卻成為異常突出的問題。在巨大經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下,乳及乳制品的摻假現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重,其中奶粉中添加三聚氰胺的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重,因摻假而導(dǎo)致的消費(fèi)者身體健康受到傷害的事件時(shí)有發(fā)生。因而有必要建立簡(jiǎn)便快捷、可靠的檢測(cè)方法,監(jiān)控乳制品中的三聚氰胺含量,確保乳制品安全。

目前,國(guó)內(nèi)外用于三聚氰胺的檢測(cè)方法,主要有高效液相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、免疫分析法、毛細(xì)管電泳法、氣質(zhì)聯(lián)用法、熒光光度法等。

色譜分析法:目前是使用最廣泛的檢測(cè)方法,具有快速、分離效果好、用量少,且不受樣品的限制等特點(diǎn),特別適用于高沸點(diǎn)、大分子、極性強(qiáng)和熱穩(wěn)定性差的化合物的分析。用沉淀法先將奶粉中的蛋白質(zhì)沉淀,后提取奶粉中的三聚氰胺,將提取液用陽(yáng)離子交換固相萃取柱凈化,用高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè),外標(biāo)法定量,測(cè)定時(shí)間約為 10min。

毛細(xì)管電泳(CE)又稱為高效毛細(xì)管電泳(HPCE):它是一種以毛細(xì)管為分離通道,高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力,依據(jù)樣品中各組分的電泳淌度和分配行為的差別進(jìn)行分離的技術(shù)。CE具有樣品用量少、分析成本低、分離效率高和基質(zhì)干擾程度低等優(yōu)點(diǎn)。

免疫分析法:在食品安全檢測(cè)中應(yīng)用廣泛,常被用作篩選方法。免疫學(xué)法是一種快速檢測(cè)三聚氰胺的方法,其原理是利用萃取液通過均質(zhì)及震蕩的方式提取樣品中的三聚氰胺進(jìn)行免疫測(cè)定。

比色法:三聚氰胺含有3個(gè)氨基,是一個(gè)富電了的弱堿,它能與含有3個(gè)硝基、缺少電了的酸(2,4,6一三硝基苯酚,苦味酸)形成復(fù)合物??辔端崾屈S色的,形成復(fù)合物后顏色加深成為紅棕色。形成的復(fù)合物越多,顏色越深,因此可以通過顏色的變化以及顏色的深淺來(lái)檢測(cè)是否有三聚氰胺及其含量。

上述測(cè)定方法大多以傳統(tǒng)化學(xué)分析方法為主導(dǎo),存在檢測(cè)速度慢、成本高、破壞性強(qiáng),準(zhǔn)確度低、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)。其中色譜分析法成本高、測(cè)試周期長(zhǎng),儀器價(jià)格昂貴,使用成本較高,從而也限制了該方法的普及,只能在部分實(shí)驗(yàn)室作為驗(yàn)證方法使用;毛細(xì)管電泳法因?yàn)槊?xì)管的內(nèi)徑小,光程短,從而限制了它的靈敏度;其他基于化學(xué)試劑添加的方法,均會(huì)破壞測(cè)試樣品本身的性狀,操作比較繁瑣,耗時(shí)較長(zhǎng),結(jié)果誤差大。

近年來(lái),現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了一種紅外光譜或紫外光譜測(cè)定奶粉的技術(shù),主要有如下兩種方案:

1、提供了一種快速測(cè)定奶粉中三聚氰胺含量的方法,包括以下步驟:A、制備待測(cè)樣品的壓片樣品;B、配制標(biāo)準(zhǔn)壓片樣品:分別稱取分析純?nèi)矍璋?.1g、0.15g、0.2g、0.25g、0.3g,置于100g合格奶粉中,制成壓片樣品;C、使用紅外光譜測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)壓片樣品在1551cm-1~1436cm-1的三嗪環(huán)伸縮振動(dòng)紅外吸收光譜,根據(jù)測(cè)得的光譜繪制出紅外吸收光譜標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程;D、使用紅外光譜儀在一定條件下測(cè)定待測(cè)壓片樣品紅外吸收光譜,然后從標(biāo)準(zhǔn)曲線上得到待測(cè)樣品的三聚氰胺的含量。

2、一種應(yīng)用紫外吸收光譜-化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)快速、簡(jiǎn)便、靈敏、準(zhǔn)確檢測(cè)奶粉和液態(tài)奶中三聚氰胺、二聚氰胺的方法。采用硅膠在酸性水溶液中除去樣品基質(zhì)的前處理方法,結(jié)合紫外吸收光譜和化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法,最終得到三聚氰胺、雙氰胺的含量。該方法樣品前處理簡(jiǎn)便快速,測(cè)量過程僅用到紫外分光光度計(jì),通過偏最小二乘法、或支持向量機(jī)法、或最小二乘―支持向量機(jī)算法等化學(xué)計(jì)量學(xué)算法的回歸運(yùn)算,可以得到相關(guān)模型,進(jìn)而可以用所得的模型預(yù)測(cè)未知樣品中的三聚氰胺、二聚氰胺含量。

第1種方案需要將測(cè)試樣品壓制成片,第2種方案使用離心沉降法對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行預(yù)處理,這些方法均需對(duì)樣品進(jìn)行前處理,步驟繁瑣,會(huì)破壞樣品本身的性狀,針對(duì)現(xiàn)有方法的缺陷,本發(fā)明采用了對(duì)樣品裝取直接測(cè)量的方式,既不破壞樣品本身,也沒有預(yù)處理步驟,方法簡(jiǎn)單,采用便攜式的近紅外光譜儀,成本較低,靈敏度高,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法開展了近紅外光譜分析技術(shù)定性分析的研究,旨在為奶粉品質(zhì)的快速、無(wú)損檢測(cè)提供新參考。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),提供了一種基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法及系統(tǒng),采用哈達(dá)瑪變換型近紅外光譜檢測(cè)奶粉是否含有三聚氰胺,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法開展了近紅外光譜分析技術(shù)定性分析的研究,為奶粉品質(zhì)的快速、無(wú)損檢測(cè)提供新參考。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明具有如下構(gòu)成:

該基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法,所述的方法包括三聚氰胺測(cè)定模型建立和待測(cè)奶粉測(cè)定,所述三聚氰胺測(cè)定模型建立包括如下步驟:

(1-1)準(zhǔn)備至少一種奶粉樣本;

(1-2)利用近紅外光譜采集設(shè)備獲取所述奶粉樣本的近紅外光譜;

(1-3)對(duì)所述奶粉樣本的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理得到與三聚氰胺性質(zhì)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù);

(1-4)采用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件建立三聚氰胺測(cè)定模型;

所述待測(cè)奶粉識(shí)別包括如下步驟:

(2-1)利用近紅外光譜采集設(shè)備獲取待測(cè)奶粉的近紅外光譜;

(2-2)基于所述三聚氰胺測(cè)定模型預(yù)測(cè)待測(cè)奶粉中三聚氰胺的含量。

較佳地,所述利用近紅外光譜采集設(shè)備獲取所述奶粉樣本的近紅外光譜,包括如下步驟:

(1-2-1)利用旋轉(zhuǎn)附件分別裝取所述奶粉樣本,采用近紅外光譜采集設(shè)備在所述奶粉樣本上多次采集數(shù)據(jù)。

更佳地,所述利用近紅外光譜采集設(shè)備獲取所述奶粉樣本的近紅外光譜,還包括如下步驟:

(1-2-2)將所述奶粉樣本定性分為純奶粉和含三聚氰胺奶粉兩大類,每個(gè)樣本隨機(jī)選取一部分作為校正集,剩余作為驗(yàn)證集。

較佳地,所述對(duì)所述奶粉樣本的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理,具體為:

對(duì)所述奶粉樣本的近紅外光譜的波長(zhǎng)進(jìn)行截取,選取能夠明顯表征奶粉是否含有三聚氰胺的波段作為建模波段。

更佳地,所述奶粉樣本的近紅外光譜的截取范圍為1392-1518nm,采用Savitzky-Golay平滑算法對(duì)所述奶粉樣本的近紅外光譜進(jìn)行平滑濾波處理。

較佳地,采用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件建立三聚氰胺測(cè)定模型時(shí),采用PCA降維算法和Fisher分類算法建立所述三聚氰胺測(cè)定模型。

更佳地,所述步驟(1-4)之后,還包括如下步驟:

(1-5)對(duì)所述三聚氰胺測(cè)定模型進(jìn)行校正。

更進(jìn)一步地,所述對(duì)所述三聚氰胺測(cè)定模型進(jìn)行校正,包括模型驗(yàn)證,所述模型驗(yàn)證具體為:

分別采用所述校正集和所述驗(yàn)證集建立所述三聚氰胺測(cè)定模型,并比較采用所述校正集和所述驗(yàn)證集建立的三聚氰胺測(cè)定模型是否一致,根據(jù)比較結(jié)果判斷所述三聚氰胺測(cè)定模型是否準(zhǔn)確。

再進(jìn)一步地,所述對(duì)所述三聚氰胺測(cè)定模型進(jìn)行校正,包括實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,所述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證具體為:

選取新的奶粉樣本,且新的奶粉樣本與建模時(shí)采用的奶粉樣本一致,基于所述奶粉測(cè)定樣本預(yù)測(cè)新的奶粉樣本的奶粉類型,根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際類別的比較判斷所述三聚氰胺測(cè)定模型是否準(zhǔn)確。

本發(fā)明還涉及一種基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定系統(tǒng),用于所述的基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法,所述奶粉測(cè)定系統(tǒng)包括:

近紅外光譜采集設(shè)備,用以獲取奶粉樣品和待測(cè)奶粉的近紅外光譜;

光譜預(yù)處理模塊,用以對(duì)所述近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理得到與三聚氰胺性質(zhì)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù);

奶粉測(cè)定建模模塊,用以采用化學(xué)計(jì)量法建立所述三聚氰胺測(cè)定模型;

三聚氰胺預(yù)測(cè)模塊,用以基于所述三聚氰胺測(cè)定模型和待測(cè)奶粉的近紅外光譜預(yù)測(cè)待測(cè)奶粉中三聚氰胺的含量。

采用了該發(fā)明中的基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法及系統(tǒng),具有如下有益效果:

(1)數(shù)據(jù)采集快:在樣品準(zhǔn)備完善的狀態(tài)下,采集方式只需將奶粉裝在近紅外光譜儀配套的旋轉(zhuǎn)附件中,利用便攜式近紅外光譜儀每8s采集10條數(shù)據(jù),而后平均出1條結(jié)果,該采集過程在采樣便捷、快速的基礎(chǔ)上,還能確保數(shù)據(jù)的有效性及可靠性;

(2)分析速度快:利用采集后的光譜數(shù)據(jù),利用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件平臺(tái)內(nèi)集成的預(yù)處理算法,分析算法,搭配組合使用,構(gòu)造一個(gè)模型的平均時(shí)間5分鐘,而后在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)算法及參數(shù),最終選定最優(yōu)模型;

(3)分析效率高:模型構(gòu)造完成后,在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí),僅需在采集參比后將待測(cè)物置于近紅外光譜儀探測(cè)頭處,1s即能在手機(jī)終端或電腦平臺(tái)顯示出分析結(jié)果;

(4)分析成本低:近紅外光譜分析在分析過程中只有自身消耗的一點(diǎn)電,與常用的標(biāo)準(zhǔn)方法相比,測(cè)試費(fèi)用有很大程度的降低;

(5)無(wú)需試劑、綠色環(huán)保:近紅外光譜分析技術(shù)只需樣品的光譜,無(wú)需破壞樣品性狀,不需要添加任何化學(xué)劑,避免了有害物質(zhì)的產(chǎn)生,綠色環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法的工作示意圖;

圖2為本發(fā)明的基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明采用了近紅外吸收檢測(cè)法,采用了對(duì)樣品裝取直接測(cè)量的方式,既不破壞樣品本身,也沒有預(yù)處理步驟,方法簡(jiǎn)單,采用便攜式的近紅外光譜儀,成本較低,靈敏度高,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法開展了近紅外光譜分析技術(shù)定性分析的研究,旨在為奶粉品質(zhì)的快速、無(wú)損檢測(cè)提供新參考。在三聚氰胺的分子結(jié)構(gòu)中,3個(gè)碳原子分別與兩個(gè)N原子和1個(gè)NH2連接。雖然C-N鍵的譜峰很難識(shí)別,但是NH2的波動(dòng)卻是正好處于近紅外區(qū)域,因此可以對(duì)三聚氰胺進(jìn)行近紅外分析。該技術(shù)原理是用一種特定波長(zhǎng)的近紅外線照射被檢樣品,根據(jù)樣品中三聚氰胺對(duì)紅外線的吸收強(qiáng)弱來(lái)實(shí)現(xiàn)其含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),該法是一種無(wú)接觸、無(wú)損傷和無(wú)危害的檢測(cè)方法。

下面對(duì)本發(fā)明所采用的近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行介紹:

近紅外光譜的吸收原理:近紅外(Near Infrared, NIR)區(qū)域按ASTM定義是指波長(zhǎng)在780~2526 nm范圍內(nèi)的電磁波。近紅外光譜(Near-Infrared Spectroscopy, NIRS)屬于分子振動(dòng)光譜,產(chǎn)生于共價(jià)化學(xué)鍵非諧能級(jí)振動(dòng),是非諧振動(dòng)的倍頻和組合頻,位于可見光和中紅外光區(qū)之間,適用于測(cè)定含C-H, N-H, O-H等基團(tuán)的物質(zhì),由于不同基團(tuán)產(chǎn)生的光譜吸收峰位置和強(qiáng)度都不同,根據(jù)Lambert-Beer吸收定律,吸收光譜會(huì)隨著樣品成分組成或結(jié)果的變化而產(chǎn)生變化。

近紅外光譜技術(shù):近紅外光譜技術(shù),是根據(jù)近紅外波段內(nèi)的透射和反射光譜,對(duì)研究對(duì)象和定量分析的現(xiàn)代分析技術(shù),因其具有高效、快速、成本低和綠色環(huán)保等特點(diǎn),己被廣泛用于食品、藥品、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中,是近年來(lái)分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)。

近紅外光譜數(shù)技術(shù)構(gòu)成: 近紅外光譜技術(shù)主要包括近紅外光譜儀、化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件和多元校正模型等。近紅外光譜儀是用于采集被測(cè)樣品近紅外光譜的設(shè)備,化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件是用于關(guān)聯(lián)光譜和樣品性質(zhì)的工具,而校正模型是用于反映樣品光譜與性質(zhì)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的定量或定性的工作曲線。

(1)近紅外光譜儀:近外光譜儀的基本構(gòu)造與普通光譜儀相同,都主要由光源系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、測(cè)樣器件、檢測(cè)器、控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及記錄顯示系統(tǒng)這6大部分構(gòu)成。傳統(tǒng)分析儀因?yàn)轶w積大、制樣繁瑣、檢測(cè)速度慢、費(fèi)用較高,隨著微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)技術(shù)的興起,近幾年國(guó)際上出現(xiàn)了一些基于MEMS技術(shù)的新型近紅外光譜儀,具有重量輕、體積小、速度快、壽命長(zhǎng)、可集成化以及成本低等優(yōu)點(diǎn),推動(dòng)了光譜儀的小型化、便攜化,本研究中采用的就是基于MEMS技術(shù)的微型近紅外光譜儀。

(2)化學(xué)計(jì)量學(xué):化計(jì)量學(xué)(Chemometrics)是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的工具,設(shè)計(jì)或選擇最優(yōu)量測(cè)程序和試驗(yàn)方法,并通過解析化學(xué)量測(cè)數(shù)據(jù)最大限度地獲取信息的化學(xué)分支學(xué)科。近紅外光譜吸收強(qiáng)度弱,光譜信噪比低,易有一些與待測(cè)樣本性質(zhì)無(wú)關(guān)的信息造成的干擾,因此,對(duì)例如奶粉這種樣本進(jìn)行近紅外光譜分析就需要從重疊、變動(dòng)的光譜中提取微弱信息,化學(xué)計(jì)量學(xué)方法不可或缺,其主要作用是建立近紅外光譜和組分(性質(zhì))之間的數(shù)學(xué)橋梁,建立校正模型對(duì)未知樣品實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)。因此,近紅外光譜技術(shù)的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法主要涉及三方面內(nèi)容:一是光譜預(yù)處理方法研究,對(duì)樣本光譜進(jìn)行預(yù)處理,減少以至于消除各種非目標(biāo)因素對(duì)光譜造成的影響;二是光譜特征波長(zhǎng)的選擇與提取,有選擇性地提取與分類目標(biāo)有關(guān)的信息并抑制非相關(guān)特征和噪聲的影響;三是近紅外光譜校正方法研究,以期建立穩(wěn)健、可靠、靈敏度高的校正模型。

如圖1所示,本發(fā)明的基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法,主要包括三聚氰胺測(cè)定模型建立和待測(cè)奶粉測(cè)定,所述三聚氰胺測(cè)定模型建立包括如下步驟:

(1-1)準(zhǔn)備至少一種奶粉樣本;

(1-2)利用近紅外光譜采集設(shè)備獲取所述奶粉樣本的近紅外光譜;

(1-3)對(duì)所述奶粉樣本的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理得到與三聚氰胺性質(zhì)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù);

(1-4)采用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件建立三聚氰胺測(cè)定模型;

所述待測(cè)奶粉識(shí)別包括如下步驟:

(2-1)利用近紅外光譜采集設(shè)備獲取待測(cè)奶粉的近紅外光譜;

(2-2)基于所述三聚氰胺測(cè)定模型預(yù)測(cè)待測(cè)奶粉中三聚氰胺的含量。

如圖2所示,本發(fā)明還提供一種基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定系統(tǒng),包括:

近紅外光譜采集設(shè)備,用以獲取奶粉樣品和待測(cè)奶粉的近紅外光譜;

光譜預(yù)處理模塊,用以對(duì)所述近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理得到與三聚氰胺性質(zhì)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù);

奶粉測(cè)定建模模塊,用以采用化學(xué)計(jì)量法建立所述三聚氰胺測(cè)定模型;

三聚氰胺預(yù)測(cè)模塊,用以基于所述三聚氰胺測(cè)定模型和待測(cè)奶粉的近紅外光譜預(yù)測(cè)待測(cè)奶粉中三聚氰胺的含量。

下面以一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)具體介紹本發(fā)明的基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定的過程:

設(shè)備信息:便攜式近紅外光光譜儀(型號(hào)、原理、技術(shù)參數(shù)、波長(zhǎng)范圍、分辨率等根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇);旋轉(zhuǎn)附件。

模型建立:

(1)樣品準(zhǔn)備:選擇五種不同品牌奶粉,每種品牌各取30g,一份為純樣本,另一份中加入1%的三聚氰胺混勻;

(2)光譜采集:利用旋轉(zhuǎn)附件分別裝取樣本,使用近紅外光譜采集設(shè)備各采集20條數(shù)據(jù),即純奶粉和含1%三聚氰胺奶粉各100條;

(3)數(shù)據(jù)篩選:定性分為純奶粉和含三聚氰胺奶粉兩大類,每個(gè)樣本隨機(jī)選取70條作為校正集,剩余作為驗(yàn)證集;

(4)光譜預(yù)處理:首先對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行截取,選取能夠明顯表征奶粉是否含有三聚氰胺的波段作為建模波段,截取范圍為1392-1518nm;數(shù)據(jù)預(yù)處理算法選擇為:(Savitzky-Golay平滑,平滑窗口數(shù)為15)+(Savitzky-Golay一階微分,窗口數(shù)為15,多項(xiàng)式次數(shù)為3);

(5)算法選擇:降維算法選擇PCA,主成分?jǐn)?shù)選取10;分類算法選擇Fisher;

模型驗(yàn)證:

模型驗(yàn)證:通過上述建模流程對(duì)校正集及驗(yàn)證集進(jìn)行分類,所得校正集與驗(yàn)證集的判別準(zhǔn)確率均為100%;

實(shí)測(cè)驗(yàn)證:

另外收集市面上41種奶粉,適用年齡范圍涉及嬰兒、青少年、女士、中老年,用同樣的制樣及采樣方式,分別采集各自純奶粉光譜及含三聚氰胺奶粉光譜,利用上述構(gòu)造的模型能夠準(zhǔn)確分辨出測(cè)試樣本是否含有三聚氰胺,準(zhǔn)確率為100%。此外,除用附件裝取測(cè)量外,本模型對(duì)用小皿、密封透明塑料袋裝取的奶粉樣品也能100%檢驗(yàn)出其是否含有三聚氰胺(三聚氰胺摻比需≥1%);

采用了該發(fā)明中的基于近紅外光譜技術(shù)的奶粉測(cè)定方法及系統(tǒng),具有如下有益效果:

(1)數(shù)據(jù)采集快:在樣品準(zhǔn)備完善的狀態(tài)下,采集方式只需將奶粉裝在近紅外光譜儀配套的旋轉(zhuǎn)附件中,利用便攜式近紅外光譜儀每8s采集10條數(shù)據(jù),而后平均出1條結(jié)果,該采集過程在采樣便捷、快速的基礎(chǔ)上,還能確保數(shù)據(jù)的有效性及可靠性;

(2)分析速度快:利用采集后的光譜數(shù)據(jù),利用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件平臺(tái)內(nèi)集成的預(yù)處理算法,分析算法,搭配組合使用,構(gòu)造一個(gè)模型的平均時(shí)間5分鐘,而后在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)算法及參數(shù),最終選定最優(yōu)模型;

(3)分析效率高:模型構(gòu)造完成后,在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí),僅需在采集參比后將待測(cè)物置于近紅外光譜儀探測(cè)頭處,1s即能在手機(jī)終端或電腦平臺(tái)顯示出分析結(jié)果;

(4)分析成本低:近紅外光譜分析在分析過程中只有自身消耗的一點(diǎn)電,與常用的標(biāo)準(zhǔn)方法相比,測(cè)試費(fèi)用有很大程度的降低;

(5)無(wú)需試劑、綠色環(huán)保:近紅外光譜分析技術(shù)只需樣品的光譜,無(wú)需破壞樣品性狀,不需要添加任何化學(xué)劑,避免了有害物質(zhì)的產(chǎn)生,綠色環(huán)保。

在此說(shuō)明書中,本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是,很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此,說(shuō)明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。

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