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基于偏最小二乘法的三种光谱定量测定LDPE/PP共混物组分含量的比较研究

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光谱学与光谱分析 2015年第8期35卷 2147-2153页

作者：陈如黄晋刚华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510641

分别利用中红外(mid-infrared,MIR)、近红外(near-infrared,NIR)和拉曼光谱(Raman)采集了31种不同比例的低密度聚乙烯/聚丙烯(LDPE/PP)共混物样本的光谱,利用偏最小二乘法(partial least-square,PLS)建立了光谱数据与LDPE含量的模型,研究了不同光谱范围和预处理方法对模型准确性的影响,并比较了三种光谱定量测量的准确性。结果表明,对于光谱差异小、存在噪音或基线干扰的谱图,预处理方法和光谱范围对模型的准确性均有较大的影响;经过三种预处理以及选择合适的光谱范围建立的模型决定系数(R2)分别从未处理前的0.887 6,0.849 3和0.875 7提升到0.990 6,0.997 3和0.997 2,校正均方根误差(root mean square error of calibration,RMSEC)则分别从10.15,11.75和10.67降低到2.941,1.561和1.598;三种光谱在经过预处理之后均能够较好地定量测量LDPE的含量,NIR和Raman模型准确性更高,由于两者的测量速度快,因此尤其适合于进行快速、准确的定量测量。

关键词：中红外近红外拉曼预处理方法光谱范围定量准确性

固体核磁共振Multiple-CP定量技术的参数优化与应用研究

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高等学校化学学报 2021年第3期42卷 784-793页

作者：张志兰王宁唐丹丹舒婕李晓虹苏州大学材料与化学化工学部分析测试中心苏州215123

固体核磁共振Multiple-CP定量技术可实现对不同体系、不同定量信息的检测.然而,Multiple-CP对样品属性的宽容度较低,其中有关样品属性的核磁共振参数包括氢的自旋晶格弛豫时间(T1,H)、交叉弛豫时间(T_(CH))和自旋锁定场下氢的自旋晶格... 详细信息

固体核磁共振Multiple-CP定量技术可实现对不同体系、不同定量信息的检测.然而,Multiple-CP对样品属性的宽容度较低,其中有关样品属性的核磁共振参数包括氢的自旋晶格弛豫时间(T1,H)、交叉弛豫时间(T_(CH))和自旋锁定场下氢的自旋晶格弛豫时间(T^(H)_(1)ρ)等.因而需要系统地掌握Multiple-CP各种实验参数与样品上述特性参数之间的关系,从而确定Multiple-CP技术可适用的体系范围以及最优的实验参数范围.基于此,首先以L-丙氨酸为模型样品,探讨在Multiple-CP实验中弛豫恢复时间(t_(d))、交叉极化接触时间(t_(p))和交叉极化次数(n)3种实验参数对分子中基团比例测量结果的影响规律.并以L-缬氨酸、L-丙氨酸/L-缬氨酸的混合物为模型样品,探讨样品特性参数的差异性对Multiple-CP实验参数范围的影响.实验结果表明,t_(p)受T_(CH)和T^(H)_(1)的影响较大.对于纯净物或均相体系,T_(CH)是影响t_(p)参数设置的关键.依据实验数据发现,当样品中各基团T_(CH)差异度小于8%时,实验对t_(p)的宽容度较高;对于混合物体系,需同时考虑混合物中组分T^(H)_(1)差异度的影响.当组分T^(H)_(1)差异度为32%、各基团T_(CH)差异度为21%时,Multiple-CP对t_(p)的宽容度高,可在较宽的参数范围内实现定量检测.而当T_(CH)差异度较大时,获取定量结果时t_(p)的参数范围较小,实验条件较苛刻.Multiple-CP定量方法更适用于T_(CH)和T^(H)_(1)ρ差异度较小的样品体系的定量研究.通过研究样品T_(CH)和T^(H)_(1)对实验参数的影响,总结了Multi⁃ple-CP方法所适用的样品体系特征,为使用Multiple-CP进行定量检测提供可参考的参数设置方案.

关键词：固体核磁共振定量多次交叉极化实验参数交叉极化接触时间

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基于显微拉曼光谱的微塑料定量分析研究

光谱学与光谱分析 2023年第5期43卷 1645-1650页

作者：郑丽娜冯子康韩臻李佳林冯温婷中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

微塑料在环境中分布广泛,具有潜在的健康暴露风险,开发一种准确可靠的监测方法十分必要。研究了两种基于拉曼光谱的微塑料定量分析方法。一是悬浮液中微塑料质量浓度的定量分析,通过拉曼光谱测定加入定量二氧化硅进行标定后的不同浓度... 详细信息

微塑料在环境中分布广泛,具有潜在的健康暴露风险,开发一种准确可靠的监测方法十分必要。研究了两种基于拉曼光谱的微塑料定量分析方法。一是悬浮液中微塑料质量浓度的定量分析,通过拉曼光谱测定加入定量二氧化硅进行标定后的不同浓度微塑料悬浮液特征峰强度,探究微塑料悬浮液特征峰强度与质量浓度之间的关系,结果表明微塑料质量浓度与标定后的特征峰强度具有良好的相关性(R^(2)=0.96),但此方法需要提前收集环境中的微塑料并采用搅拌与超声振荡等方法进行处理以制备测量所需的悬浮液样品,测量前需采用定标物质对悬浮液特征峰强度进行标定,以及在微塑料浓度高时无法完全悬浮所有的微塑料从而导致测量效果不佳等问题均会降低该方法的实用性。二是滤膜表面上微塑料质量的定量分析,通过气溶胶发生器产生微塑料气溶胶,并将其收集在滤膜表面,通过拉曼光谱面扫描模式测定滤膜上微塑料样品的特征峰以确定微塑料样品的存在状态,从而探究沉积在滤膜表面的微塑料气溶胶样品的峰识别频率与微塑料质量之间的相关性,结果表明微塑料气溶胶样品的峰识别频率与质量之间具有较好的相关性(R^(2)=0.95)。传统采样方法使得微塑料样品在滤膜上大面积分布且分布不均匀,以及测量区域占比太小导致较大相对测量误差(2%~6%)的出现。该研究在保持样品表面沉积密度不变的情况下采用气溶胶微浓缩技术采样,缩小样品沉积面积,减少微塑料样品的收集量,提高测量区域占比。结果表明,采用气溶胶微浓缩技术可以有效提高微塑料气溶胶样品的峰识别频率与质量之间的相关性(R^(2)=0.97),相对测量误差也降低至2%~4%。该方法不需要微塑料悬浮液制备与定标等繁琐的操作,可将空气中的微塑料直接收集到滤膜表面进行微塑料的定量分析,减少测量所需的时间,有望应用于环境中微塑料颗粒的实时监测。

关键词：微塑料拉曼光谱定量

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红外光谱在中药定性定量分析中的应用

光谱学与光谱分析 2006年第10期26卷 1846-1849页

作者：李燕吴然然于佰华王俊德南京理工大学现代光谱研究室江苏南京210014

红外光谱灵敏度高、操作简便、谱带的专属性强,特别适合于中药材的无损快速鉴别和定量分析,它正在成为中药质量控制方面的一种有效手段。文章综述了红外光谱在中药定性和定量研究中的应用现状,对红外光谱在中药材(同一药材不同部位,不... 详细信息

红外光谱灵敏度高、操作简便、谱带的专属性强,特别适合于中药材的无损快速鉴别和定量分析,它正在成为中药质量控制方面的一种有效手段。文章综述了红外光谱在中药定性和定量研究中的应用现状,对红外光谱在中药材(同一药材不同部位,不同产地、品种的同种中药材,易混淆、真伪中药材等)和中成药(中药配方颗粒和注射剂等)的鉴别分析与有效成分含量测定等方面的应用进行了详细评述。随着傅里叶变换红外光谱和计算机技术的不断发展,它必将在中国中药的现代化和国际化道路上起到关键作用。

关键词：红外光谱中药定性定量

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定量水分预测函数多变量控制的研究

仪器仪表学报 2006年第Z1期27卷 455-457页

作者：赵江张泉灵浙江大学先进控制研究所工业控制技术国家重点实验室杭州310027

造纸工业抄纸过程中,定量和水分的控制品质直接影响纸张的质量。针对其中存在的大时滞、大惯性以及强耦合的特点,提出了基于一阶加纯滞后对象的多变量预测函数控制算法。通过优化多变量性能指标求得控制律,并参考Smith预估思想对滞后时... 详细信息

造纸工业抄纸过程中,定量和水分的控制品质直接影响纸张的质量。针对其中存在的大时滞、大惯性以及强耦合的特点,提出了基于一阶加纯滞后对象的多变量预测函数控制算法。通过优化多变量性能指标求得控制律,并参考Smith预估思想对滞后时间进行补偿。定量水分系统的仿真结果说明了该算法能较好地达到控制性能的要求,并具有良好的鲁棒性。

关键词：定量水分多变量预测函数控制一阶加纯滞后

耗时短、通用性强的固体核磁共振交叉极化定量检测方法

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高等学校化学学报 2018年第3期39卷 463-469页

作者：顾佳丽张田田赵辉鹏舒婕李晓虹苏州大学材料与化学化工学部分析测试中心苏州215123 东华大学分析测试中心上海201620

设计了r CDPz脉冲序列,结合使用ramp CP技术,提出了rQCPz/rQCPz^(RC)定量检测方法.与QCP/QCP_(RC)方法相比,rQCPz/rQCPz^(RC)更适用于高速魔角旋转条件及T_2~I较长的样品体系.为了评估rQCPz/rQCPz^(RC)方法的准确性,选取丙氨酸、组氨酸... 详细信息

设计了r CDPz脉冲序列,结合使用ramp CP技术,提出了rQCPz/rQCPz^(RC)定量检测方法.与QCP/QCP_(RC)方法相比,rQCPz/rQCPz^(RC)更适用于高速魔角旋转条件及T_2~I较长的样品体系.为了评估rQCPz/rQCPz^(RC)方法的准确性,选取丙氨酸、组氨酸及二者的混合物作为检测样品,分别测定了样品分子基团的相对比例及混合物的组分含量.通过对DP,CP和rQCPz/rQCPz^(RC)法测定结果进行比较发现,与CP方法相比,rQCPz/rQCPz^(RC)检测结果的准确度显著提高,且准确度与传统的DP定量方法相当,但实验时间大大缩减.

关键词：固体核磁共振定量交叉极化交叉去极化

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定量CT测定骨矿物含量的双能量方法

中国生物医学工程学报 1994年第2期13卷 156-163,155页

作者：顾本立王志宏东南大学生物医学工程系南京大学附属鼓楼医院

骨质疏松症最早显示在椎骨小梁骨的变化上。用定量ＣＴ测量椎骨小梁骨矿物质含量，可对该病进行早期诊断。双能量方法可分离出脂肪的影响，提高测试精度。对两种双能量方法定量地分析了它们的系统误差和随机误差，并与单能量方法的误差... 详细信息

骨质疏松症最早显示在椎骨小梁骨的变化上。用定量ＣＴ测量椎骨小梁骨矿物质含量，可对该病进行早期诊断。双能量方法可分离出脂肪的影响，提高测试精度。对两种双能量方法定量地分析了它们的系统误差和随机误差，并与单能量方法的误差对照。完成了２０个临床病例的试验。单能量ＣＴ系统误差较大，双能量ＣＴ随机误差较大，但若ＣＴ机的测试误差控制在正常范围内，则双能量ＣＴ的总误差明显地小于单能量ＣＴ的总误差。故认为双能量方法对诊断有较大价值，而单能量方法更宜于监测病情变化。用单能量法时选用较低管电压误差较小。

关键词：骨定量 CT 双能量矿物质

基于K-CV参数优化支持向量机的LIBS燃煤热值定量分析

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光谱学与光谱分析 2019年第7期39卷 2202-2209页

作者：董美蓉韦丽萍陆继东黎文兵陆盛资黄健伟李诗诗骆发胜聂嘉朗华南理工大学电力学院广东广州510640 广东省能源高效低污染转化工程技术研究中心广州广东510640 广东省能源高效清洁利用重点实验室广东广州510640

热值是煤质特性的重要参数之一,很大程度上影响着燃煤锅炉的运行。为了克服传统检测方法所存在的问题,将激光诱导击穿光谱(LIBS)应用于燃煤热值的定量分析。煤的结构复杂,所含的元素种类众多,包括了主量元素、次量元素和痕量元素,致使煤... 详细信息

热值是煤质特性的重要参数之一,很大程度上影响着燃煤锅炉的运行。为了克服传统检测方法所存在的问题,将激光诱导击穿光谱(LIBS)应用于燃煤热值的定量分析。煤的结构复杂,所含的元素种类众多,包括了主量元素、次量元素和痕量元素,致使煤的LIBS光谱信息复杂。如何有效提取LIBS光谱信息,实现准确的定量化测量是LIBS在煤特性检测中发挥作用的前提和基础。近年来,随着人工智能技术的发展,相关的分析技术也开始应用于煤的工业指标分析和热值预测中。为实现煤样品中LIBS光谱信息的有效提取,同时为克服常规的分析方法易出现的过渡拟合、收敛性不好等问题,提出采用结合K-fold Cross Validation(K-CV)参数优化的支持向量机(SVM)回归方法,实现LIBS定量分析煤中的热值。SVM方法是结构风险最小化的近似实现,可用于模式分类和非线性回归。为了得到有效的LIBS分析模型,实验选用44种电厂常用的热值含量不同的煤样作为实验对象,选择其中33个作为训练集,剩余11个为测试集。利用搭建的LIBS实验系统获取所选煤样品的等离子体发射光谱数据,首先分析了SVM热值回归模型的参数-惩罚因子C、核函数参数g与模型精度的关联,确定C和g最佳取值范围,然后分别建立了基于LIBS全谱和某些元素(非金属元素和金属元素)特征光谱的SVM回归模型。利用训练集光谱数据,结合K-CV法得到热值SVM回归模型的最优参数C和g的值,建立基于SVM最优参数的煤热值定量分析模型。然后将测试集的光谱数据作为输入量用于测试所建立模型的可靠性,得到分别采用全谱、非金属元素特征光谱、非金属与金属元素特征谱相结合的热值定量分析模型,其决定系数R^2均达到0.99以上,均方误差分别为0.12,0.17和0.06(MJ·kg^-1)^2,预测平均相对偏差分别为1.2%,1.23%和0.69%。结果表明:基于K-CV参数优化SVM回归方法可用于LIBS技术实现燃煤热值的定量分析,且可得到较高的分析精确度和准确度;同时通过对比选用不同的光谱特征的定量分析模型可知,采用非金属与金属元素的特征光谱所建立的基于K-CV参数优化SVM的热值定量模型,能够有效提高LIBS应用于快速检测煤热值的精度和准确度,实现煤热值的准确预测。

关键词：煤热值激光诱导击穿光谱支持向量机定量 K-CV

基于非相干宽带腔增强吸收光谱技术对碘氧自由基的定量研究

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物理学报 2021年第15期70卷 57-66页

作者：张鹤露秦敏方武唐科段俊孟凡昊邵豆华卉廖知堂谢品华中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

介绍了 435-465 nm波段非相干宽带腔增强吸收光谱(IBBCEAS)技术对碘氧自由基(IO)的定量方法.为准确获取IO的浓度信息,对IBBCEAS系统高反镜的镜片反射率、有效腔长及损耗等参数进行了标定.利用氮气和氦气之间瑞利散射的差异性标定了高反... 详细信息

介绍了 435-465 nm波段非相干宽带腔增强吸收光谱(IBBCEAS)技术对碘氧自由基(IO)的定量方法.为准确获取IO的浓度信息,对IBBCEAS系统高反镜的镜片反射率、有效腔长及损耗等参数进行了标定.利用氮气和氦气之间瑞利散射的差异性标定了高反镜的反射率曲线,在IO吸收峰436.1 nm处镜片反射率及为0.99982,真空状态下有效吸收光程达到3.83 km.根据O4的吸收,修正后系统的有效腔长为60.7 cm.采用艾伦方差对系统的性能进行评估,在60 s时间分辨率下,系统对IO和NO_(2)的探测限(2σ)分别为1.9 pptv和20 pptv (1 pptv (part per trillion by volume)=10^(-12)).通过鼓泡法将溶于碘化钾(KI)溶液的碘带出,并将其光解后与臭氧反应产生稳定浓度的IO样气,对IO在采样管内的损耗进行了标定,结果表明IO的损耗可以忽略.利用IBBCEAS系统对IO的线性进行测定,在39-530 pptv的浓度范围下IO的测量浓度与配比浓度的相关系数R2为0.99.进而,利用该系统对海带排放的碘与臭氧反应生成的IO进行了测量.

关键词：碘氧自由基非相干光宽带腔增强吸收光谱技术定量