PLS校正集對(duì)FT-IR光譜定量分析精度的影響.pdf

1、本論文在詳細(xì)綜述了偏最小二乘法（PLS）在傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)定量分析應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以提高PLS模型的預(yù)測(cè)精度為目的，以選取校正集為研究對(duì)象，通過(guò)分析PLS模型的預(yù)測(cè)誤差，提出了一種選取校正集的新方法。同時(shí)，在該方法的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，進(jìn)一步提高PLS模型的預(yù)測(cè)精度。具體工作包括以下三個(gè)方面：
　　 1.通過(guò)分析牧場(chǎng)附近NH3的傅立葉變換紅外光譜,系統(tǒng)研究了氣體樣品FT-IR光譜定量分析的誤差；分析了不同

2、精度要求下的定量方法及其實(shí)現(xiàn)。選擇63個(gè)實(shí)測(cè)光譜作為分析對(duì)象,其中NH3的濃度分布在0-1400 ppm-m。定量分析采用3個(gè)NH3參考光譜,濃度分別為40,700和1300 ppm-m。結(jié)果表明，基于單一參考光譜的定量分析在精度要求不高(如相對(duì)誤差小于5％)時(shí)仍有實(shí)用價(jià)值，而且簡(jiǎn)單易行，但其適用范圍會(huì)隨定量精度要求的提高而變窄，直到無(wú)效。借助一個(gè)高光譜分辨率(0.125 cm-1)的參考光譜，通過(guò)迭代求得待測(cè)組分的濃度。研究表明，F(xiàn)T

3、-IR 光譜分析的優(yōu)越性在于只需要一個(gè)高分辨率的參考光譜即可得到一系列不同濃度的低分辨率參考光譜，方便在定量分析中使用多個(gè)參考光譜。
　　 2.提出了用多重校正集來(lái)提高PLS處理大濃度范圍的FT-IR光譜的預(yù)測(cè)精度。該方法原理是將較大的濃度范圍平均分為幾個(gè)小的濃度范圍，然后在每個(gè)小濃度范圍上分別建立單一校正集用于預(yù)測(cè)該濃度范圍的光譜。由于濃度范圍大會(huì)導(dǎo)致吸光度和濃度關(guān)系出現(xiàn)嚴(yán)重的非線性，進(jìn)而使常規(guī)PLS模型的預(yù)測(cè)精度下降。而多重

4、校正集相對(duì)靈活，預(yù)測(cè)精度較高，相對(duì)誤差從常規(guī)的6％降低為1.5％。另外，對(duì)該方法進(jìn)行了優(yōu)化，分別對(duì)校正集的個(gè)數(shù)、PLS因子數(shù)的選取、基線的消除和濃度范圍的變化等條件進(jìn)行了研究。
　　 3.在全波段建模中，很多干擾因素的存在會(huì)影響PLS的預(yù)測(cè)精度，所以需要對(duì)PLS模型進(jìn)行波段的選取。研究中，選取了三組不同波段，分別研究了水的吸收、吸收峰強(qiáng)度及非線性對(duì)PLS模型的影響。結(jié)果表明，使用970-955 cm-1波段的數(shù)據(jù)建模，NH3的P