遗传算法用于多组分拉曼光谱定量分析的研究

拉曼光谱是一种分子散射光谱,利用物质的特征拉曼光谱,可实现对其结构、成分、浓度等的检测.多组分物质拉曼光谱的定量分析是一个有待深入研究的课题.采用遗传算法程序对10组分的混合矿石样品的拟合拉曼光谱数据进行了分析,对同一条件下算法多次计算的结果和不同条件下算法的表现进行了讨论,分析了算法设计和基本参数的不同对算法收敛速度以及对计算结果的精确性和稳定性的影响,验证了遗传算法用于多组分样品拉曼光谱数据分析的可行性、有效性和精确性.     

落叶松树皮原花青素生产过程的红外光谱分析

为了评价现有的落叶松树皮原花青素中试生产过程，了解生产过程中各工艺流程对产品组分含量的影响，将各工艺处理后所得样品进行了一维红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy，FTIR)、二阶导数光谱(second derivative infrared spectroscopy，SD-IR)及二维相关光谱(two-dimensional correlation infrared spectroscopy，2D-IR)三级鉴定研究。实验结果表明，一维红外光谱中各样品光谱峰形较为相似，一些物质的特征峰消失或者偏移反映出样品组分含量的变化。随着生产工艺的进行，样品纯度、结构越来越接近原花青素标准品，但是仍含有少量其他物质。通过二阶导数谱进行分析，验证了一维光谱分析的结果，而且随着进一步提高谱图分辨率，将一维谱图中没有显现出来的差异直观的表现出来。在波数为830～1 310 cm-1的二维相关光谱中，各过程样品自动峰出现的位置、个数以及强度有了更为显著的差异。通过红外三级光谱鉴定可以得出：随着生产过程的进行，样品中所含原花青素纯度越来越高，最终得到的样品结构与原花青素标准品极为相似，但是产品中仍然含有少量杂质。     

基于遗传算法进行加速器自动调束

 介绍了遗传算法的基本理论，及其应用于加速器调束过程中的设计要点，给出基于遗传算法进行加速器自动调束的设计方法，并编写遗传算法程序针对HIRFL中的一段束流输运线进行了计算机仿真实验，证明了基于遗传算法进行自动调束的可行性，指出了自动调束技术的未来研究方向。     

菠菜品质安全参数的拉曼点扫描快速检测方法

针对蔬菜品质安全无损伤检测的实际市场需求,结合叶菜表面农药残留等品质安全参数的不均一性,以实验室自行搭建的拉曼光谱硬件系统为基础,开发了叶菜气吸平整装置,编写了基于LabVIEW开发平台的GUI应用程序。该系统通过设定扫描步长等参数,实现了整个菠菜样品的拉曼光谱自动点扫描检测,包括对所有扫描点的拉曼信号进行自动采集、显示和存储。检测过程中,系统软件实时监控相机、二维平移台的运行状态。同时,针对菠菜原始光谱特性编写了基于有效峰线性拟合基线校准方法的拉曼光谱荧光剔除程序,实现了对样品所有扫描点数据的自动基线校准及叠加平均处理。菠菜样品的点扫描实验结果显示,一次扫描不仅可以获得菠菜样品每一扫描点的叶绿素含量及毒死蜱农药残留等品质安全参数的分布情况,而且还可以获得整个样品各参数的平均信息。该点扫描拉曼系统有效提高了不均匀样品的品质安全参数的检测精度。     

应用遗传算法结合连续投影算法近红外光谱检测土壤有机质研究

应用遗传算法结合连续投影算法近红外光谱检测土壤有机质研究。采集浙江省文城地区农田土壤样品近红外光谱数据,土壤样品数为394个。为简化模型,采用遗传算法结合连续投影算法挑选出18个特征波长建模,应用偏最小二乘回归建立有机质预测模型,建模集的决定系数为0.81,均方根预测误差为0.22, 剩余预测偏差为2.31,预测集的决定系数为0.83,均方根预测误差为0.20,剩余预测偏差为2.45。研究发现,遗传算法结合连续投影算法在简化模型同时,模型的预测评价指标同采用全谱波长建模并没有明显降低。因此,遗传算法结合连续投影算法挑选的特征波长可以应用于近红外光谱检测土壤有机质含量。     

连续进样一体式免拆卸的红外液体样品池

设计了一种固定光程的可自动连续进样的一体式免拆卸红外液体样品池,可用于液体样品的红外光谱测定,尤其适用于易挥发、接触角小等以传统液膜法难以制样的液体样品,并采用微型蠕动泵对样品进行连续进样从而实现红外光谱的实时检测。     

基于差分反射高光谱成像的薄层TMDC材料检测技术研究

二维过渡金属硫化物(TMDC)材料因为独特的激子效应和材料学性质，在太阳电池、光催化、传感器、柔性电子器件等领域得到广泛的应用。层数对其性质有显著的调控作用，自动检测识别所需层数的样品是其从实验室走进半导体制造工业的重要技术需求。本文结合反射高光谱成像技术与图像处理算法，发展了一种二维TMDC薄层样品的显微成像自动检测技术。基于自主搭建的反射高光谱成像系统，对制备的不同层数TMDC标准样品进行了光学对比度的系统研究，阐明了层数的差分反射光谱机理，提出了可靠的层数判定方法。基于传统边缘检测技术优化设计了一套图像处理算法，实现了TMDC样品的图像检测及层数鉴定。本文方法具有普遍性、实用性，结合自动对焦的扫描控制，能够实现大规模的自动化样品检测，这也为其他表面目标的显微识别和检测提供了新的灵感和参考。     

遗传算法在鱼粉中肉骨粉近红外光谱检测中的应用

为了研究近红外光谱模型的优化方法,提高模型的精度.利用遗传算法对64个掺加了肉骨粉的位粉样品近红外光谱进行变量筛选,采用偏最小二乘法回归建模.并用21个样品进行外部验证.遗传算法共选取310个波长变量,相对于全谱的1556个变壁减少了80%,与全谱范围的偏最小二乘法相比,交互验证相关系数(Rcv)从0.80提高剑0.90,交.巨验证均方根误差从5.22%降低到3.62%,预测相关系数(Rv)从0.91提高到0.96,预测均方根误差从3.85%降低到2.95%.模型的稳健性和预测精度都显著提高.试验结果表明遗传算法可以改善近红外光谱法预测鱼粉中肉骨粉含量的效果.     

七种牛肝菌的红外光谱鉴别

运用傅里叶变换红外光谱、二维相关谱及主成分分析对7种同属牛肝菌进行分析鉴别。结果显示：7种牛肝菌的原始光谱总体特征相似,主要由蛋白质、多糖等的吸收峰组成,但在吸收峰强度、位置仍存在差异。对样品进行二维相关红外光谱分析,在二维相关红外光谱1 680～1 300 cm-1范围内,茶褐牛肝菌和双色牛肝菌出现了6个明显的自动峰;小美牛肝菌出现了5个明显的自动峰;灰褐牛肝菌和美柄牛肝菌出现4个明显自动峰;美味牛肝菌和铜色牛肝菌自动峰相对较少,只出现了3个明显的自动峰;而且自动峰和交叉峰的强度、位置也存在较大差异。同样在二维相关红外光谱1 150～920 cm-1范围内,不同牛肝菌的同步谱中自动峰和交叉峰的数量、强度和位置也不同。对光谱1 800～800 cm-1范围内的二阶导数进行主成分分析,所有样品均区分开,其分类正确率达100%。结果表明,傅里叶变换红外光谱结合二维相关红外光谱或者主成分分析可以有效地区分茶褐牛肝菌、小美牛肝菌、双色牛肝菌、灰褐牛肝菌、美柄牛肝菌、美味牛肝菌和铜色牛肝菌。该方法对于分类鉴别蘑菇是一种快速、准确、有效的方法。     

基于多适应度量子遗传算法的X射线荧光重叠峰分解

智能算法在对谱峰重叠严重的复杂地质样品进行分析时,往往存在计算量过大、弱峰误差较大、收敛于局部极小值或不收敛等问题。量子遗传算法因其具有良好的收敛性,可用于X射线荧光光谱重叠峰的分解。针对X射线荧光分析过程中经常遇到的谱峰重叠问题,提出了一种基于元素关联高斯混合模型（GMM-ER）和多适应度量子遗传算法的重叠峰分解方法。首先介绍了基于元素K系和L系特征X射线的重叠峰GMM-EB模型。然后基于X射线荧光光谱的物理特性,对传统量子遗传算法进行了改进,引入了多适应度函数。由锰、铁、钴和镍的特征X射线产生一段谱峰严重重叠的模拟光谱,然后基于GMM-EB模型,分别用传统量子遗传算法和改进的多适应度量子遗传算法对模拟光谱进行了10次解析。实验结果显示,改进后的量子遗传算法的重叠峰分解精度平均提高了32.1%,最佳分解精度提高了73.9%。应用改进量子遗传算法进行分解时,含量比例低的元素分解精度得到较大改善,最佳情况下元素分解的相对误差范围缩小了64.5%。并且,改进算法收敛速度快于传统算法。该方法适合严重重叠谱峰的分解,且对弱峰有较高的分解精度。     

Comparison of trace elements analysis of nephrite samples from different deposits by PIXE and ICP‐AES

Comparing values of trace elements determined by external‐beam proton‐induced X‐ray emission (PIXE) and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP‐AES) is important to find the provenience of raw materials of ancient nephrite artifacts, because most previous elemental characterizations of nephrite minerals were obtained by ICP‐AES, but PIXE presents the possibility of nondestructive analysis for largely and integrally ancient nephrite artifacts. In this work based on 12 nephrite minerals, it shows that the distribution of trace elements of nephrite samples both in PIXE and ICP‐AES data are generally consistent, although large differences exist in some elements. According to the trace elements, the two types of nephrite mineralization origins can be distinguished, determined by PIXE and ICP‐AES, respectively. Moreover, depending on the PIXE and ICP‐AES data, Sr can be regarded as fingerprint element of Xiaomeiling nephrite minerals, and the differentiation of Sr content between Xiaomeiling nephrite minerals and ancient nephrite artifacts from Liangzhu culture (3300–2300 bc ) is clear evidence that the raw materials of the artifacts are not from Xiaomeiling deposit. The nephrite minerals from Wenchuan deposit can be distinguished from other samples because of their high values of Mn/Fe. Therefore, the PIXE can be used with ICP‐AES to judge mineralization mechanism and find fingerprint elements of raw materials of ancient nephrite artifacts. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

ICP-AES测定水中铜结果的不确定度评定

介绍了ICP－AES法测定水中铜的不确定度的评定方法。由于等离子质谱仪（ICP－MS）、紫外分光光度计（UVS）、原子吸收分光光度计（AAS）及原子荧光光度计（AFS）等仪器在定量分析中，校准曲线的绘制，标准样品的使用，测定结果的输出等方面与ICP－AES极为相似，因此本方法不仅可以用于水中其他元素和其他材料的测量结果的评定，而且还可以在评定ICP－MS、UVS、AAS、AFS等仪器的测定结果不的确定度时作参考。     

基于小波变换的卡尔曼滤波法在ICP-AES中的应用

在ICP－AES中，卡尔曼滤波是一种有效的光谱干扰校正方法，它在强背景、谱线重叠严重的情况下，仍可得到很好的分析结果；并且有比传统分析线法在纯组分试样条件下更低的检出限。然而，噪声的存在影响了卡尔曼滤波的准确度。小波变换因其多分辨分析的特性，近年来被用于分析信号的去噪，而且该方法简单、快速，是一种很有效的去噪方法。本文首先用仿真数据研究了噪声对卡尔曼滤波法的影响；其次，将小波变换引入卡尔曼滤波法，提出了基于小波变换的卡尔曼滤波法，仿真实验结果表明，该方法能有效提高卡尔曼滤波法的分析准确度。     

ICP-AES法测定蚂蚁粉中多种微量元素

研究了ICP－AES法测定蚂蚁粉中多种微量元素的方法，通过方法试验确认采用低温灰化法制备样品，不仅能满足ICP－AES法测定的要求，同时具有样品处理方法简单，快速，经济等优点，其方法的回收率在92．0－100．7％之间，精密度在0．20％－9．29％之间，实验数据证明该方法完全可以满足同类样品的微量元素检测要求。     

基于改进迭代最近点算法的两视角激光雷达数据配准

两视角激光雷达数据配准是空地探测遮蔽目标研究领域中的一项重要内容,迭代最近点（ICP）算法为其提供了理论基础,但遮蔽条件下激光雷达数据的复杂性使ICP算法在对应点确定上面临很大困难。在分析ICP算法基本原理和遮蔽条件下激光雷达数据特点的基础上,从控制点选择、对应点匹配和伪点对剔除三个方面给出了ICP算法的具体应用策略和改进措施,并提出一种基于固定-自适应重叠率的伪点对剔除方法。详细阐述了基于改进ICP算法的两视角激光雷达数据配准的具体步骤,并进行了实验验证。实验结果表明：改进后的ICP算法能够有效实现了遮蔽条件下的激光雷达数据配准,且与其他算法相比,具有较强的稳建性和较高的配准精度。     

Windows环境下的ICP-AES信息系统

在本实验室开发的ＭＳ－ＤＯＳ下的ＩＣＰ－ＡＥＳ分析信息系统的基础上,进一步发展了Ｗｉｎｄｏｗｓ下图形用户界面的ＩＣＰ－ＡＥＳ信息系统。该系统不仅包括了２８０００余条谱线的信息,还可作ＩＣＰ发射光谱模拟,因而对谱线选择有很大帮助。该系统还有可进行光谱峰位优化的卡尔曼滤波和因子分析的应用程序,并包括了大量的实际光谱扫描实例可供使用中参考,使该系统具有更强的实用性     

动物脑组织中微量钙的ICP—AES法测定

本文利用ＩＣＰ－ＡＥＳ法测定了大白鼠脑组织中的微量钙，并对经典的Ｃａ－ＰＯ４干扰体系在ＩＣＰ－ＡＥＳ中的影响进行了实验，结果表明，样品消解后可直接进样，磷不影响钙的测定，方法的ＲＳＤ为１．１６％，样品加标回收率为９７％，优化实验条件下，对降低干扰，提高分析结果的准确度是至关重要的。     

电感耦合等离子体原子发射光谱/质谱法在中药微量元素及形态分析中的应用

本文对近年来电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP－AES）和电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）在中药微量元素及形态分析中的应用进行了评述，讨论了应用ICP－AES／MS技术测定中药微量元素样品处理和各种分析方法，引用文献58篇。微波消解可作为中药微量元素分析理想的样品处理方法；ICP－AES／MS及各种联用技术在中药微量元素含量及形态分析中将发挥越来越重要的作用。     

用标准加入电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定白酒中的锰、铅、铜

在ＩＣＰ－ＭＳ基础上用标准加入法对白酒中的锰、同、铜进行了定量测定。与常见的分析方法相比,这种方法具有方便、准确、快速的优点,与等离子光谱相比,ＩＣＰ－ＭＳ的检出限要低３个数量级。由于果酒,黄酒和饮料的成分与白酒相似,因此这种方法不仅可以用来测定白酒中的微量元素,而且还可以用来测定果酒、黄酒及饮料中的微量元素。     

ICP-AES分析高盐样品时雾化器堵塞问题的研究

ICPS- 75 0 0型等离子体发射光谱仪分析高盐样品时经常堵塞雾化器 ,是冶金分析中普遍存在的难题。经过反复地比对、试验 ,改变不同试样和清洗方式 ,能够较好地解决这一问题