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关键词：
X射线,光谱分析,现状,趋势
发表时间：
2012-03-21 15:31:07
SIMCA分类法与PLS算法结合近红外光谱应用于卷烟纸的质量控制
王帅 | -> | 872| 1| 0.1823MB |SIMCA分类法,PLS算法,近红外光谱,卷烟纸,质量控制
摘 要 应用SIMCA 分类法与PLS 算法结合卷烟纸的傅里叶变换近红外光谱( FT-NIR) 建立了卷烟纸的分类模型, 用于卷烟纸的判别分类, 效果良好; 同时, 建立了测定卷烟纸定量、厚度、透气度、水分和灰分等性质的校正模型, 其相应的相关系数分别为01 976 8, 01 966 4, 01 947 0, 01 956 3 和01 975 9; 全交互校验均方残差分别为01 561 4, 01 096 0, 11 274 1, 01 096 7 和01 260 3。校正模型应用于样品实测, 结果准确, 令人满意。
长度为85 mm 的普通卷烟, 尽管卷烟纸占烟支总重量很小的比例( 5%左右) , 但它对静态燃烧率、抽吸口数、通风度、烟气递送量, 乃至卷烟的外观特征都有较大的影响[1] ,检测与控制卷烟纸的整体质量, 予达到卷烟设计的预期效果有着重要的作用和意义。通常, 是按国标GB/ T 12655) 1998对表征卷烟纸质量的定量、水分、透气度和灰分等性质进行质检。而检测这些指标, 整个分析过程涉及较多的仪器, 操作繁琐, 耗工耗时速度慢, 难于满足大批量质量检测的需要。
物质结构理论认为, 物质的性质与结构和组成有着密切的内在关系, 若结构和组成的变异在光谱上得于表征, 那么, 这些性质的测定就可应用光谱分析技术来实现。傅里叶变换近红外光谱( FT-NIR) 分析技术有机融合了光谱量测技术、化学计量学和计算机技术为一体, 对复杂多组分体系的分析, 通过多元校正和模式识别方法, 建立相应的校正模型和分类模型, 不但可预测未知样品的多个组分或性质, 同时还可对样品品质归属进行分类, 又因其具有样品前处理简单、分析速度快、精度高等优点, 被广泛应用于农业、食品、石化、医疗等领域[ 2, 3] 。近些年来, 在国内烟草行业, 该项分析技术也被应用于原料质量控制、卷烟品质检测[ 4-7] , 但将该项技术应用于卷烟纸的质量控制尚未见报道。
本文选择具有一定代表性的不同厂商生产的卷烟纸作为样本, 应用SIMCA 分类法[8] , 对4 种卷烟纸的近红外光谱进行分类, 建立了相应的类模型, 并对未进入校正集的样品进行判别分析, 获得了正确的分类结果。此外, 在进行定量分析时, 分别以GB/ T4511 2 ) 1989, GB/ T4511 3 ) 1989,GB/ T458) 1989, GB/ T462 ) 1989 和GB/ T463 ) 1989 等标准方法测定的卷烟纸的定量、厚度、透气度、水分和灰分等性质数据为基础, 应用偏最小二乘算法( PLS) [ 9] 与相应的近红外光谱数据进行拟合, 分别建立了测定卷烟纸定量、厚度、透气度、水分和灰分等性质的校正模型, 模型采用独立校验集实测验证, 配对t- 检验表明, 在显著水平为01 05 的条
件下, 模型预测值与标准方法测定结果无显著性差异。本法应用于卷烟纸的类别归属判别分析及其相应品质指标的测定, 操作简捷、准确, 取得了令人满意的结果, 可为卷烟纸质量控制提供一种可行的快速分析手段。
物质结构理论认为, 物质的性质与结构和组成有着密切的内在关系, 若结构和组成的变异在光谱上得于表征, 那么, 这些性质的测定就可应用光谱分析技术来实现。傅里叶变换近红外光谱( FT-NIR) 分析技术有机融合了光谱量测技术、化学计量学和计算机技术为一体, 对复杂多组分体系的分析, 通过多元校正和模式识别方法, 建立相应的校正模型和分类模型, 不但可预测未知样品的多个组分或性质, 同时还可对样品品质归属进行分类, 又因其具有样品前处理简单、分析速度快、精度高等优点, 被广泛应用于农业、食品、石化、医疗等领域[ 2, 3] 。近些年来, 在国内烟草行业, 该项分析技术也被应用于原料质量控制、卷烟品质检测[ 4-7] , 但将该项技术应用于卷烟纸的质量控制尚未见报道。
本文选择具有一定代表性的不同厂商生产的卷烟纸作为样本, 应用SIMCA 分类法[8] , 对4 种卷烟纸的近红外光谱进行分类, 建立了相应的类模型, 并对未进入校正集的样品进行判别分析, 获得了正确的分类结果。此外, 在进行定量分析时, 分别以GB/ T4511 2 ) 1989, GB/ T4511 3 ) 1989,GB/ T458) 1989, GB/ T462 ) 1989 和GB/ T463 ) 1989 等标准方法测定的卷烟纸的定量、厚度、透气度、水分和灰分等性质数据为基础, 应用偏最小二乘算法( PLS) [ 9] 与相应的近红外光谱数据进行拟合, 分别建立了测定卷烟纸定量、厚度、透气度、水分和灰分等性质的校正模型, 模型采用独立校验集实测验证, 配对t- 检验表明, 在显著水平为01 05 的条
件下, 模型预测值与标准方法测定结果无显著性差异。本法应用于卷烟纸的类别归属判别分析及其相应品质指标的测定, 操作简捷、准确, 取得了令人满意的结果, 可为卷烟纸质量控制提供一种可行的快速分析手段。
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