[发明专利]新疆彩棉内在品质近红外光谱无损快速检测方法

摘要

本发明涉及一种新疆彩棉内在品质近红外光谱无损快速检测方法，该方法是由样品参数值的测定、样品集分类、样品近红外光谱扫描和样品集的建立、编辑棕色彩棉各样品集、建立定量校正模型、优化定量校正模型和快速检测步骤完成，通过近红外光扫描棉纤维，获得以物质含量为基础的光谱，为表征纤维品质提供了可行的手段。解决了目前彩棉在收购和加工环节中品质鉴定方面遇到的关键技术难题，值得在彩棉品质鉴定中推广应用。

主权项

1.一种新疆彩棉内在品质近红外光谱无损快速检测方法，其特征在于按下列步骤进行：a、样品参数值的测定：将除杂物清理干净的棕色彩棉，进行编号，用纤维测定仪分别对每一个棕色彩棉样品的马克隆值、强度、伸长率和上半均长的内在品质进行分析，得到棕色彩棉内在品质的检测数据，即品质测定值；b、样品集分类：将步骤a中得到的棕色彩棉内在品质测定值的样品分成校正样品集、验证样品集和预测样品集，校正样品集和验证样品集用来建立定量校正模型，预测样品集用来评价该模型的准确性和有效性，其中校正样品集占样品总量的60%，验证样品集为20%，预测样品集为20%；c、样品近红外光谱扫描和样品集的建立：用近红外光谱仪器分别对步骤b得到的棕色彩棉的校正样品集、验证样品集和预测样品集进行近红外光谱扫描，分别得到棕色彩棉样品校正样品集、验证样品集和预测样品集近红外光谱扫描图；d、编辑棕色彩棉各样品集：将步骤c中得到的样品集从校正样品集开始，将所有校正样品集近红外扫描的图谱，按照校正样品集流水号顺序，分批导入到近红外光谱仪中“模型及样品集管理”截面，在此截面建立棕色彩棉校正样品集，并对该校正样品集进行编辑：打开校正样品集，在校正样品集截面上添加步骤a中棕色彩棉样品的马克隆值、强度、伸长率和上半均长内在品质的名称及其对应的品质测定值，编辑好的校正样品集中，每个样品包含近红外光谱图和对应的四种品质测定值；建立棕色彩棉验证样品集和预测样品集均按校正样品集的步骤进行，将所有样品集建立好后，在“样品集管理”截面，看到建立好的棕色彩棉校正样品集、验证样品集及预测样品集；e、建立定量校正模型：在近红外光谱仪“模型管理”截面，将步骤d中建立好的校正样品集和验证样品集导入到模型建立软件中，运用偏最小二乘回归定量方法，选择1300nm-1700nm与1800nm-2400nm两个波段区域为建模波段，在系统默认的建模参数及光谱预处理条件下，建立定量校正模型，建模软件利用导入和选择的建模配置条件下自动计算出定量校正模型，并给出定量校正模型的预测结果图和相应的模型参数，在“模型管理” 截面得到棕色彩棉四种品质的定量校正模型；f、优化定量校正模型：利用建模软件编辑功能，对步骤e中得到的棕色彩棉四种品质定量校正模型进行修改和优化，模型优化过程为：每次只改变建模波段，其他建模配置与光谱预处理方式保持不变，建立不同波段的定量校正模型，通过对比各个建模波段定量校正模型的评价参数：校正集标准差，交互检验集标准差和预测集标准差值以及参考定量校正模型校正集预测值与测定值相关系数，选择校正集标准差，交互检验集标准差和预测集标准差值最小，定量校正模型校正集预测值与测定值相关系数最大的建模波段1300nm-1700nm和1800nm-2400nm为棕色彩棉四种品质建模波段；然后选择该两个建模波段不变，只改变光谱预处理方式，建立不同光谱预处理方式下的定量校正模型，通过对比各个光谱预处理方式下定量校正模型的评价参数，同样选择校正集标准差，交互检验集标准差和预测集标准差最小，定量校正模型校正集预测值与测定值相关系数相关系数最大的光谱预处理方式为棕色彩棉四种品质的最佳光谱预处理方式，最后选用1300nm-1700nm与1800nm-2400nm建模波段和Savitzky-Golay平滑，Savitzky-Golay导数光谱预处理方式，建立定量校正模型，该模型为棕色彩棉四种品质最优的定量校正模型；g、将步骤b中棕色彩棉预测样品集0.1g-1.5g置于提前预热好的近红外光谱仪样品盘里，经近红外光谱扫描，导入步骤f中得到的最优定量校正模型，即得到棕色彩棉样品相应内在品质的预测结果。