基于近红外透射光谱的乳制品蛋白质、脂肪含量检测

应用近红外透射光谱(NITS)法对乳制品中蛋白质和 脂肪含量进行快速检测。首先分别对光谱进行二阶导数 加S-G平滑(SD+S-G)和一阶导数加多元散射校正加S-G平滑(FD+MSC+S-G)预处理;然 后对处理后 的光谱进行小波基为db3、分解尺度为6的小波压缩;最后以压缩后光谱数据作为输入变量, 采用径向基 函数人工神经网络(RBF-ANN)建立4种乳制品的蛋白质和脂肪定量分析模型。经过反复实 验得出最佳扩散 常数spread值,其中,蛋白质模型在spread值为135时预测精度最高, 其相关系数(R)和预测集均方差(RMSEP)分别为 0.9999和0.0301,脂肪模型在spread值为105时 预测精度最高,其R和RHSEP分别为0.999和0.096。结果表明,基于RBF-A NN和小波压缩建模更稳定、精度更高,可以实现乳制品品质快速无损检测。     

采用近红外光谱技术检测牛奶中脂肪、蛋白质及乳糖含量

利用近红外(NIR)漫反射光谱(1100～1700nm)快速测量牛奶中脂肪、蛋白质和乳糖的含量。采用偏最小二乘方(PLS)回归．建立了测量光谱与牛奶主要成分浓度之间的校正模型,并对其预测重复性进行了研究;进而探讨了非线性校正方法径向基函数网络(RBFN)的可行性,并与PLS线性校正模型进行了对比;探讨了如何提高PLS校正模型预测精度的相关问题。     

基于吸光度的波长筛选方法用于近红外光谱定量模型的优化

建立一种基于吸光度的波长筛选方法,以近红外光谱测定中成药制剂的多糖含量为例,对模型优化效果进行验证.考虑模型稳定性,在计算机平台上搭建一种新的样本集划分框架,基于吸光度筛选出最优波段为400~1882&2072~2364 nm,建立偏最小二乘(PLS)模型得到的SEPAve、RP,Ave分别为27.13 mg L-1、0.856,与全扫描谱区(400~2498 nm)的PLS模型预测效果做比较.结果表明,基于吸光度的波长筛选方法,可以优选出高信噪比波长,从而提高了近红外光谱定量模型的性能.     

用近红外光谱检测牛奶中的三聚氰胺

研究了用近红外光谱法快速定性和定量检测纯牛奶中三聚氰胺.实验分别配制了两组不同三聚氰胺含量的纯牛奶样品,用于定性和定量分析.通过近红外光谱与聚类分析法相结合,可将含有和不含有三聚氰胺的牛奶样品有效分类;结合光谱预处理和波长选择及模型优化方法建立的检测三聚氰胺的近红外定量分析模型具有较好的稳定性和预测能力.结果表明,近红外光谱分析是一种快速、方便和环保的检测乳制品中三聚氰胺的新方法.     

采用近红外漫反射技术对牛奶中蛋白质、脂肪检测

为快速、准确地测量牛奶中蛋白质和脂肪含量,本文采用自制近红外光谱设备,对漫反射技术进行了分析。实验过程中,利用多点平滑、快速傅里叶滤波、小波变换去除光谱信号中的高频噪音;根据光谱特征及测量目标分子特性来提取建模特征值,通过绘制牛奶成分残差分布图剔除奇异样本;对模型外的30个样品进行了预测,得出蛋白质和脂肪的平均相对误差分别为3.07%、2.37%。实验表明,近红外光谱分析技术可以准确检测牛奶中蛋白质和脂肪含量。     

乙醇汽油含量的近红外光谱检测研究

随着石油资源的匮乏和能源需求量的日益增大,乙醇作为一种替代车用燃料越来越受到重视。在调和乙醇汽油的过程中由于其辛烷值的波动较大,影响车辆的动力性能,因此对乙醇汽油中的乙醇含量的准确检测具有重要意义。利用近红外光谱分析技术(NIR)定量分析乙醇汽油中的乙醇含量。实验结果表明,利用PCA在光谱1840～2030 nm范围能够准确分类乙醇汽油和成品汽油;采用PLS在光谱1400～2200 nm范围准确测量乙醇汽油中的乙醇含量,其交叉检验均方根误差(standard error of cross validation,SECV)为1.35(%,V/V),可以满足大部分乙醇汽油生产企业的实际检测需求。因此,采用近红外光谱技术和PCA,PLS分析方法可以有效的对乙醇汽油和成品汽油进行分类,对乙醇含量的定量分析模型也可以达到较高的精度。     

茶叶中茶多酚含量的近红外光谱检测模型研究

茶叶中茶多酚作为茶叶品质检测中五项常规检测成分之一,研究利用近红外光谱技术对茶叶中茶多酚含量进行快速无损检测具有很高的实用价值,但目前茶多酚含量的近红外检测研究对象主要集中于茶叶提取物及其制品.研究利用近红外光谱技术测定茶叶中茶多酚含量,采用非线性偏最小二乘法(NLPLS)原理,结合不同的光谱区间组合建立了最佳的茶多酚含量近红外分析模型,相关系数为0.967,均方根误差为2.001%,模型具很高的精度.     

采用NITS检测乳品中蛋白质、脂肪含量

应用近红外透射光谱法对乳制品中蛋白质和脂肪含量进行检测。首先对光谱进行平滑等预处理,然后使用小波基为db3,分解尺度为6的小波进行数据压缩,最后以压缩后光谱数据作为输入,采用径向基函数人工神经网络（RBF-ANN）建立四种乳制品蛋白质和脂肪含量的预测模型,并试验得出最佳扩散常数spread值,其中,对蛋白质建模时最佳spread值为135,此时,相关系数和预测集均方差分别达到0.9999和0.0301;对脂肪建模时最佳spread值为105,此时,相关系数和预测集均方差分别达到0.9997和0.0968。结果表明,结合RBF-ANN和小波压缩建立的定量模型更稳定、精度更高,能够对乳制品品质进行快速无损检测。     

牛奶成分近红外光谱数据的预处理研究

本文介绍了预处理方法在近红外光谱数据处理中的应用,并以牛奶为例探讨了具体的预处理参数．牛奶中脂肪和蛋白质含量的预测偏差为0．1g/dl～0．3g/dl,测量值与浓度参考值有良好的相关性．结果表明,数据预处理方法在模型优化中具有重要作用,对牛奶模型的建立有重要的参考价值。     

基于近红外光谱技术的油茶籽粕中灰分含量快速检测方法开发

以南昌海关技术中心115个油茶籽粕样品为研究对象,比较了不同扫描次数和装样厚度对样品近红外光谱的影响。选择扫描次数为32次,装样厚度为4 mm,并根据不同预处理方法对所建立的油茶籽粕中灰分含量近红外模型的影响筛选出最佳预处理方法——归一化(Standard Normal Variate,SNV)、一阶导数(DG1)和9点平滑(Smooth Savitzky-Golay 9 points,SG9)。利用偏最小二乘法建立了油茶籽粕灰分含量的定量分析模型,其校正相关系数为0.9698,校正均方根误差为0.5236,预测相关系数为0.9575,预测均方根误差为0.6211。为验证模型的适用性,对15个未参与模型建立的油茶籽粕样品的灰分含量进行了预测,并将预测结果与国标方法GB 5009.4-2016的测定结果进行成对结果t检验,得到该方法与国标方法的结果不存在显著差异的结论。近红外方法将极大地提高油茶籽粕品质检测速度和效率、降低检测人员工作量、减少化学试剂的使用,为实现快速、高效的油茶籽粕质量分级和监管提供了技术基础。     

近红外光谱范围生物组织表面漫反射率的研究

首先分析了近红外光在均匀生物组织中的传播过程,在此基础上提出一种计算分层生物组织表面漫反射率的理论模型。利用这种理论模型,讨论了两种不同组成的生物组织的表面漫反射率,得到双层介质表面漫反射率随探测距离的变化趋势与其他文献报道的研究结果一致。     

基于近红外光谱技术的脐橙快速无损检测

以信丰脐橙为对象,研究基于近红外光谱技术的脐橙品质无损检测方法。利用近红外光谱技术采集脐橙的光谱信息,将采集到的光谱信息通过加权平均值的方差处理获得测量结果,然后运用偏最小二乘法建立脐橙内部有机物成分与特征光谱信息之间的耦合关系实现糖度检测。实验结果表明,近红外透射光谱技术可以作为一种准确、可靠、无损的检测方法,用于检测信丰脐橙内部的糖度指标。     

Portable muscle oxygenation monitor based on near infrared spectroscopy

In order to measure the relative change of muscle oxygenation non-invasively, dynamically and directly, a portable monitor based on near infrared spectroscopy (NIRS) was developed.The monitor consists of several function modules, including 735 nm, 805 nm and 850nm integrated three-wavelength light emitting diode (LED) light source, LED driver, integrated detector,amplifier and filter, A/D sampling circuit, single-chip microcomputer and laptop.The distance between light source and detector is 3 cm and the photon migration depth in tissue is approximately 1.5 cm.The monitor is portable with low dark noise and good long-term stability.The relative change of muscle oxygenation measured by the monitor was in accordance with the real physiology status in the cuff ischemia experiment, verifying the performance of the monitor for living muscle.Two inflexions referring to an accelerated fall and a leveling-offphase in the muscle oxygenation index, respectively, were observed in in vivo incremental intensity exercises.Significant correlation was found between the first inflexion and the ventilatory threshold which was identified by the gas exchange measurement.These results demonstrated that the monitor can be used to detect the local lactate threshold of the measured muscle and reflect the changes of oxygen index in local muscle for in vivo exercises.The monitor may provide a meaningful approach to evaluate the subject's oxidative capacity effectively.     

波长优选BP神经网络用于近红外光谱分析

近红外光谱分析技术在物质成分分析中的得到广泛的应用,在自主研发的滤光片型近红外仪器中应用基于波长优选的BP神经网络模型的方法。该方法是采用多元线性回归算法获取最优波长,将最优波长作为BP神经网络模型的输入,所得模型的拟合残差为8.768991×10-6,建模样品集相关系数和检验样品集相关系数分别为0.994和0.996。试验结果表明,基于波长优选的BP神经网络模型方法能够更快获得最优解,减少建模所用变量,建立稳健的定量模型。     

水果内部品质近红外动态在线检测研究进展

近红外光谱技术具有无损检测、分析效率高、速度快、重现性好,适于现场检测和在线分析等特点,并已渗入到各个领域,在提高生产技术水平和改善产品质量方面发挥着重要作用。本文简述了水果近红外光谱在线检测原理和方式及动态在线检测装置的组成,并介绍了在线检测的控制过程及在线检测分析软件。总结了国内外近红外光谱技术在水果内部品质在线检测与分级方面的应用情况,并分析水果内部品质在线检测与分级中存在的问题,指出了水果内部品质近红外光谱在线检测的进一步研究方向。     

利用近红外扩散相关谱同时测量生物样品光学特性和动态特性

由于近红外光对于大多数生物样品具有较高的穿透深度,因此近红外光谱技术广泛用于生物医学、化工、食品安全以及农产品等领域的无损检测,但是多局限于生物样品的光学性质测量,即光吸收测量.利用最新研制的近红外光扩散相关谱系统和采用脂肪乳作为生物样品的替代物,同时测量了国产30%脂肪乳的光学特性和动态特性,约化散射系数约为303 cm~(-1),吸收系数约为0. 037 cm~(-1),30%脂肪乳稀释为0. 85%(体积比)浓度后的布朗扩散系数约为8. 40×10~(-9)cm~2/s,根据Stokes-Einstein关系可推算出脂肪乳的颗粒半径约为253 nm;研究了脂肪乳随时间演化特性,在七天时间内约化散射系数上升106%,布朗扩散系数下降到63%,研究表明利用近红外扩散相关谱系统的光强衰减可以获得生物样品的光学特性(约化散射系数和吸收系数),利用光强随时间的波动可以获得生物样品的动态特性(布朗扩散系数),因此能够更加准确的测量生物样品的性质变化,为生物样品检测提供一种新的技术手段.     

基于直射太阳光红外吸收光谱技术的大气中CH4柱浓度遥测研究

为了研究甲烷气体柱浓度探测方法,文中介绍了一种基于直射太阳光红外吸收光谱技术的遥测系统,并利用该系统在合肥地区进行了连续观测。从太阳吸收光谱中实时测量了整层大气透过率;采用逐线积分方法模拟计算了整层大气透过率;基于非线性最小二乘光谱反演算法从实测整层大气透过率中反演了甲烷气体柱浓度和氧气柱浓度,并以氧气柱浓度为内标函数获得了甲烷干空气柱体积混合比,精密度优于2%。将本系统测量的2012年9月25日12时到15时CH4干空气柱体积混合比均值与此时段过境本站点区域的日本温室气体卫星的CH4观测结果进行了比较,两者偏差小于1%。可见,该系统和方法是一种有效的甲烷气体柱浓度探测系统和方法,具有较高精度。