PLS校正集對FT-IR光譜定量分析精度的影響.pdf

1、本論文在詳細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)測精度為目的，以選取校正集為研究對象，通過分析PLS模型的預(yù)測誤差，提出了一種選取校正集的新方法。同時，在該方法的基礎(chǔ)上，對其進行了優(yōu)化和改進，進一步提高PLS模型的預(yù)測精度。具體工作包括以下三個方面：
　　 1.通過分析牧場附近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現(xiàn)。選擇63個實測光譜作為分析對象,其中NH3的濃度分布在0-1400 ppm-m。定量分析采用3個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(如相對誤差小于5％)時仍有實用價值，而且簡單易行，但其適用范圍會隨定量精度要求的提高而變窄，直到無效。借助一個高光譜分辨率(0.125 cm-1)的參考光譜，通過迭代求得待測組分的濃度。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參考光譜。
　　 2.提出了用多重校正集來提高PLS處理大濃度范圍的FT-IR光譜的預(yù)測精度。該方法原理是將較大的濃度范圍平均分為幾個小的濃度范圍，然后在每個小濃度范圍上分別建立單一校正集用于預(yù)測該濃度范圍的光譜。由于濃度范圍大會導(dǎo)致吸光度和濃度關(guān)系出現(xiàn)嚴重的非線性，進而使常規(guī)PLS模型的預(yù)測精度下降。而多重

4、校正集相對靈活，預(yù)測精度較高，相對誤差從常規(guī)的6％降低為1.5％。另外，對該方法進行了優(yōu)化，分別對校正集的個數(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行了研究。
　　 3.在全波段建模中，很多干擾因素的存在會影響PLS的預(yù)測精度，所以需要對PLS模型進行波段的選取。研究中，選取了三組不同波段，分別研究了水的吸收、吸收峰強度及非線性對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