基于太赫兹时域光谱技术的川贝母品质检测方法研究

来源 :华东交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:cctvnba_2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
川贝母是一种价格昂贵的中药材,在临床实践中治疗效果好,但产量低、需求高,存在假冒伪劣现象,传统针对川贝母品质的定性鉴别定量检测方法已经严重滞后于中药材检测市场的发展。太赫兹波的频率位于0.1-10.0 THz区间,介于微波和红外之间,属于远红外电磁辐射,在此频段范围内可观测到分子间作用力、晶格振动、分子集体振动等微观过程。近年来太赫兹光谱技术发展迅速,被广泛应用于化工制药、生物材料、食品医疗等领域的无损检测。本研究从名贵中药材川贝母入手,针对交易市场上出现的实际问题,探索利用太赫兹时域光谱技术对川贝母品质进行检测的可行性,通过大量的实验,结合化学计量学方法研究川贝母的光学特性,建立模型达到检测鉴别川贝母品质的目的。具体研究内容如下:第一、应用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)针对四种常见产地的贝母(川贝母、平贝母、伊贝母、浙贝母)进行鉴别,其中川贝母十分名贵,其他贝母相对较为廉价,分别采集其光谱数据并用多种不同方法进行预处理。先建立各类贝母之间的偏最小二乘判别(PLS-DA)二分类模型,平均正确率达到98.611%;再采用主成分分析(PCA)提取光谱数据主要特征,利用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、反向传播神经网络(BPNN)分别建立多分类模型。结果表明:SNV-SVM建立的多分类模型预测正确率高达97.490%,且模该型的训练时间最短为32.775秒。表明利用太赫兹时域光谱技术鉴别川贝母产地是可行的。第二、以纯川贝母粉及含五种市场上常见的掺假物(大米粉、葛粉、红薯粉、平贝母粉、小麦粉)的样品为研究对象,分别建立的PLS-DA二分类模型与SVM多分类模型。建立SVM模型时,选用网格搜索与粒子群优化算法(PSO)对模型参数进行优化;PLS-DA二分类模型鉴别正确率均为100%,采用Normalize结合MSC进行光谱预处理,建立PSO-SVM多分类模型效果最优,预测集的判别正确率为95.667%,且均方根误差最小为0.432。结果表明:利用THz-TDS可以判别川贝母粉中是否存在掺假物以及能够鉴定掺假物的种类。第三、利用THz-TDS采集掺假浓度不同(0%-100%,浓度梯度为5%)的川贝母粉混合样品光谱,其中掺假物为与川贝母成分最为相似的平贝母。先分别采用四种不同且常见的光谱预处理方法(移动平均平滑、Normalize、SNV、MSC)对样品0.5-3.0THz范围内的光谱数据进行处理,再采用四种变量筛选方法(PCA、CARS、UVE、SPA)对预处理后的数据进行特征提取。最后,选择RBF_kernel、Lin_Kernel两种核函数建立LS-SVM模型时选择,并对比建模效果。结果显示:采用移动平均平滑预处理,PCA进行特征提取,选择RBF_kernel核函数建立的定量检测模型最优,RMSEC为0.084,Rc为0.973,RMSEP为0.084,Rp=0.972。研究结果表明,THz-TDS结合适当的化学计量学方法用于定量检测川贝母粉含成分相似的掺假物时,效果显著。
其他文献
党的十九大指出“创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑”,点透了创新的重要性。作为此项战略实施的微观主体,企业提升自身创新能力不但能在日益激烈的市场竞争环境中脱颖而出,还有助于加快建设创新型国家的步伐。而企业发展的重大决策依赖于管理层的决议,如何激励管理层进行创新则是关键之处。与此同时,创新活动具有长周期和高风险的特点,需要企业制定合理的薪酬制度,激励管理层增大对创新失败的包容度
学位
近红外光谱(Near infrared spectroscopy,NIRS)技术是一种被广泛研究并应用的无损检测技术,利用该技术可对水果内部品质进行快速分析,从而提高我国水果出口质量、规模和国际竞争力。但光谱仪的内部硬件差异、检测环境温度差异以及水果采集年份或产地不同等情况均会对模型预测结果产生影响,导致基于主仪器光谱建立的模型直接用于其他从仪器时预测性能下降。因此,为实现保证模型精度的同时节约建
学位
截止到2021年末,A股上市公司总市值为99.06万亿元,而我国债券市场的托管余额为133.5万亿元,债券市场规模约为股票市场规模的1.3倍。但在信息披露与企业融资成本的关系这一学术研究领域,已有文献的研究重心主要放在股票市场,对于规模更大的债券市场的研究反而很少。由于股市和债市在总体信息披露质量、投资者构成和投资的风险与收益方面存在较大的差异,已有文献关于股票市场的研究结论不能直接运用于债券市场
学位
初中学段是学生身心发展的重要时期,田径教学不仅可以锻炼学生的身体素质,还可以强化他们的精神意志,让他们在遇到困难时不轻易放弃。基于此,初中学段的田径教学应当受到教师的重视,教师应当将新课程理念融入到田径教学中,让田径教学从传统的教学中走出来,在了解学生田径运动能力的基础上为他们设计具有针对性的教学策略,让他们在田径学习中获得有效的进步。
期刊
业绩预告是指上市公司在正式公布年度或季度财务报告之前,管理层将盈利情况的相关信息提前向外界进行披露。由于信息不对称问题广泛存在于资本市场,为提高资源配置效率,同时保障投资者权益,证监会要求上市公司需要进行定期的信息披露。业绩预告制度是我国信息披露制度的重要组成部分,该制度能够为市场利益相关者提供有利于投资决策的业绩信息,降低信息不对称程度,并避免股价在年度报告集中发布阶段产生较大幅度的波动。随着业
学位
在我国,随着利率市场化、人民币加入SDR、“一带一路”等金融市场的迅速繁荣,公司面临的利率风险、汇率风险和商品原材料价格波动风险不断扩大。在此背景下,我国企业尤其是上市公司开始运用金融衍生工具进行管理风险,对冲汇率、利率和商品价格不断波动的风险。中国是制造业大国,在国民经济中制造业占主导地位,加上我国要实现碳中和,研究外汇衍生工具使用对汽车制造业公司价值的影响以及作用机制就显得十分重要。通过梳理衍
学位
滚动轴承因其特殊的功能而被大范围使用于各类场合,但与此同时,轴承失效现象越来越明显。其中,由于保持架失效引起的轴承故障更是占到了总比例的25%。随着智能制造和“工业4.0”进程的不断向前推进,滚动轴承的运行环境越来越复杂、多变,对于保持架的动态性能也提出了更高的需求。为此,针对不同变速工况下的保持架非线性动态问题展开研究,有助于更好地阐释变工况下保持架动态不稳定运动的机理,从设计角度上解决工程应用
学位
随着高速铁路技术的快速发展,高速列车速度等级的不断提高,轮轨力之间的作用不断加剧,列车车轮上普遍存在凹坑磨耗。车轮踏面凹坑磨耗损伤会加大列车横向振动,使轮轨作用力变大,严重时甚至会导致列车脱轨的恶劣后果。因此,研究高速列车车轮凹坑磨耗实时监测方法有重要意义。本论文主要开展的研究工作如下:(1)本论文首先研究了国内外相关文献资料,简要的阐述了列车车轮踏面损伤监测技术的发展历程及应用现状。明确了研究车
学位
近年来,我国经济经历了高速增长,但随着传统行业增长逐渐放缓,高科技产业正逐渐替代传统制造业成为带动我国经济增长的新力量。而且2018年,美国对我国发动的贸易战,将中兴、华为等一大批中国科技企业列入“实体清单”,更让我国意识到高新技术在未来国家间的竞争中起着至关重要的作用。当今社会,科学技术的突破要依靠团队的力量。科创型企业的发展,既能突破国外对顶尖技术的垄断,也能带动经济实现高质量的增长。相比于传
学位
在十二五、十三五期间,我国经济迅速发展,居民家庭的收入也在不断增长,投资理财、实现财务自由的需求也与日俱增。同时,随着互联网普及,移动通讯设备日益便捷,金融与数字技术不断融合创新,金融服务的覆盖范围不断扩大。通过支付、信贷、货币基金、投资等多元化途径,更多的居民家庭参与到金融市场中,能够获得更多的信息,提高自身的金融素养,极大地减少了金额市场的信息不对称,这对于打破居民“有限参与”局面,提高投资效
学位