样品装样_测试条件等因素对近红外_省略_测结果的影响与分析误差源比较研究_李军会

第27卷,第9期 光谱学与光谱分析2007年9月 SpectroscopyandSpectralAnalysis

Vol127,No19,pp1751-1753

September,2007

样品装样、测试条件等因素对近红外

检测结果的影响与分析误差源比较研究

李军会1,秦西云2,张文娟1,蔡贵民1,杨宇虹2,赵龙莲1,常志强1,赵丽丽1,张录达3

1.中国农业大学信息与电气工程学院,北京 1000942.云南省烟草科学研究所,云南玉溪 6531003.中国农业大学理学院,北京 100094

摘 要 以云南优质烤烟为实验材料,在国产光栅漫反射型近红外仪器上,研究了样品装样、测试条件等因素对近红外检测结果的影响。并实现了通过建立全局模型应用自校正方法来降低分析误差。结果表明,在不考虑样品粒度、测试条件等因素的影响情况下,该仪器自身信噪比等性能指标引起的测试重复性误差、重装样误差、样品松紧度误差来源各占50%,30%,20%左右,通过压样措施可降低由样品松紧度产生的误差。当季节、温度等测试条件发生较大变化时,引起的测试准确性误差远大于所有测试重复性误差的总和。文章旨在从误差来源理论上解析各影响因素,为改进仪器提供基础理论数据;从理论上解析测试条件因素影响的重要性,并为近红外技术研究解决该问题给出了一种新思路。关键词 近红外;烤烟;装样;测试条件;误差来源

中图分类号:O65713 文献标识码:A 文章编号:1000-0593(2007)09-1751-03

消除温度等外界影响因素对光谱的影响[6,7]。

本文旨在为改进仪器提供基础理论数据,并从误差来源角度在理论上解析测试条件参数(包括温度等参数)的影响,阐明其重要性,引起近红外分析工作者的进一步重视。通过对解决这一问题方法的讨论,阐明研究更简单、方便、有效的新措施和方法的迫切要求,并给出了一种新思路。

引 言

在近红外分析测试过程中样品温度、样品状态、环境温度、仪器状态等都会对近红外分析产生影响[1],引起分析误差的产生,因此从理论和实践应用上对近红外误差来源的分析将有助于对近红外仪器和测试环节上的改进提供基础参考数据。除上述因素以外的误差来源可认为来源于模型自身,是由样品代表性、化学标准值和化学计量学算法等产生的,但在建立稳健分析模型(Robustcalibrationmodel)[2,3]时不仅要充分降低模型自身的误差来源,还须充分考虑上述因素产生的影响。

目前国内外对解决这些影响因素的方法研究有大量文献报道,其中对温度参数的研究为热中之热。目前解决这些影响因素有四种方式:一是对光谱进行预处理,消除各种外界因素对光谱的影响[1];二是选取对外界影响因素不敏感的波长建立稳健分析模型[4];三是通过建立混合校正模型(Hy-bridcalibrationmodel)[5],也称全局校正模型(Globalcalibra-tionmodel)将意料到的外界影响因素包含到校正集中,来实现分析模型的稳健性;最后是通过温度等参数补偿的方法来 收稿日期:2006-05-19,修订日期:2006-10-15

1 实验材料与方法

111 实验材料

2004年云南各地优质烤烟样品122份,2005年云南各地优质烤烟样品100份,样品由云南烟草科学研究所应用流动注射自动分析仪测定其总糖、尼古丁含量,应用国标凯氏定氮法测定其总氮含量。112 实验仪器

实验所用仪器为S400型光栅积分球漫反射近红外光谱仪(上海棱光公司、中国农业大学合作开发研制),信噪比(S/N)\1000;波长准确度[1nm;光谱扫描区间为1300~2100nm,分辨率为16nm;S400型仪器上配备中国农业大学近红外研究室与云南省烟草科学研究所合作开发的

基金项目:云南省科技厅科技攻关重大项目(2002NG01),/十五0国家科技攻关重大项目(2004BA210A03)和国家高技术研究发展计划/8630

项目(2002AA248051,2002AA243011)资助

作者简介:李军会,年生, e-mail:edu.cn