偏最小二乘法傅里葉變換紅外光譜氣體樣品校正集因子數(shù)解析

1、偏最小二乘法論文：PLS校正集對(duì)FT-IR光譜定量分析精度的影響【中文摘要】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，以選取校正集為研究對(duì)象，通過分析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0-1

2、400 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，直到無效。借助一 個(gè)高光譜分辨率（0.125 cm-1 ）的參考光譜，通過迭代求得待測(cè)組分的 濃度。研究表明,FT-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【英文摘要】 This thesis in eludes a review of the ap

3、plicationand improvement of PLSregression on the Open-pathFourier tran sform in frared spectra (OP/FT-IR). I n order to improve the accuracy of PLS regressi on, we focused on the calibrati on set. We an alyzed qua ntitative the errors of PLS regression and proposed a strategy of building the calibra

4、tion set. Moreover, this method was improved and optimized. The primary content of the thesis is summarized as follows.1.Open-path Fourier tran sform in frared spectra were m.【關(guān)鍵詞】偏最小二乘法傅里葉變換紅外光譜氣體樣品校正 集因子數(shù)波段選取誤差分析【英文關(guān)鍵詞】 Partial least squares regressi on Fouriertran sform in frared spectrometry Gas

5、 sample Calibrati on setFactor nu mber Wave nu mber selecti on Quan titative error【索購(gòu)全文】聯(lián)系 圄Ql: 138113721圄C2: 139938848【目錄】PLS校正集對(duì)FT-IR光譜定量分析精度的影響摘要4-5ABSTRACTS第一章緒論10-221.1傅立葉變換紅外光譜技術(shù)的分類101.2傅立葉變換紅外光譜技術(shù)的原理10- 111.3傅立葉變換紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用11-121.3.1監(jiān)測(cè)污染源排放的廢氣111.3.2遙感大氣層中痕量氣體11- 121.3.3探測(cè)火災(zāi)及滅火過程產(chǎn)生的有毒氣體121.4偏最

6、小二乘法12-171.4.1 PLS的算法12-131.4.2 基于PLS模型的FT-IR光譜定量分析131.4.3校正集的選取13-151.4.3.1理想校正集的要求 141.4.3.2 校正集的選取方法14-15144 模型的驗(yàn)證及修正 15-17144.1 模型驗(yàn)證的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法15-161.4.4.2 模型的修正16-171.5傅立葉變換紅外光譜的波長(zhǎng)選擇 17-211.5.1遺傳算法17-181.5.1.1遺傳算法原理171.5.1.2 遺傳算法用于波長(zhǎng)選擇的研究進(jìn)展17-181.5.2無信息變量消除法18-191.5.2.1 無信息變量消除法的原理18-191.5.2.2無信息變量消

7、除法的研究進(jìn)展191.5.3 間隔偏最小二乘法 19-201.5.3.1間隔偏最小二乘法原理19-201.5.3.2間隔偏最小二乘法的研究進(jìn)展201.5.4其它波長(zhǎng)選取方法20-211.6本文的研究目標(biāo)和主要內(nèi)容21- 22第二章 傅立葉變換紅外光譜定量分析的誤差研究22- 292.1引言222.2實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理 22-232.3 FT-IR光譜的定量分析 23-242.3.1單一參考光譜計(jì)算法 232.3.2真實(shí)濃度的計(jì)算 23-242.4 結(jié)果與討論 24-282.4.1 NH3的定量檢出限24-252.4.2單一參考光譜定量的誤差分析25-282.4.2.1參考光譜的選擇 252.4.2

8、.2 誤差結(jié)果分析25-282.5結(jié)論28-29 第三章PLS校正集對(duì)傅立葉變換紅外光譜定量分析的影響29-533.1弓I言29-303.2實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理303.3校正集30-313.3.1 單一校正集的方法30-313.3.2 多重校正集的方法 313.4驗(yàn)證集313.5結(jié)果與討論 31-523.5.1 SCS-PLS 和 MCS-N-PLS的比較32-353.5.2 MCS-PLS 的優(yōu)化 35-523.5.2.1 MCS-N 的比較35-373.5.2.2 PLS因子數(shù)的確定37-443.5.2.3 反序多重校正集44-463.524 基線漂移對(duì)校正集PLS建模的影響46-483.5.2.5 濃度范圍對(duì)校正集 PLS建模的影響48-523.6結(jié)論52-53 第四章 波段選取53-614.1弓|言534.2實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理534.3 FT-IR 光譜波段選取的方法 53-554