第32卷，第7期 2012年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spcctral Analysis
浓度分布对光谱法检测成分含量精度的影响
Vol.32,No.7.pp1905-1908
July，2012
区喆"，王慧泉，林凌"，张宝菊”，吴晓荣2
李刚，赵
1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验蜜，天津
300072
2.天律师范大学物理与电子信息学院，天津300387
摘要为研究组分浓度分布范阅对光谱法建模定量分析精度的影响，根据朗伯-比尔定律构造三种组分理想收谱并叠加高斯噪声，使用偏最小二乘间归对样本吸收谱及浓度进行建模和预测，观测不同浓度分布范围下分析精度的变化。研究表明，在纯线性吸收的情况下，组分浓度的分布范围对模型精度造成一定的响。尤论是被测组分还是非测最组分，校正集样本中覆盖足够大且较均匀的浓度分布范围是模型强普适性和良好预测精度的必要保证。研究为合理选择具有良好浓度分布校正集样本，从面提高模型质量、碱小预测误差提供了理论指导。
关键词浓度分布；光谱分析；纯吸收；偏最小二乘
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)07-1905-04
有一窗口；第二种组分为测量月标组分，浓度小，摩尔消光系数较小，摩尔消光系数曲线在被测波段有一大一小共两个蜂；第三种组分为非测望月标组分，浓度小，在被测波段内
光谱分析方法由于具有快速、无损、无污染等优点，目前被广泛的应用于食品["]、药品[3，生化"、环保[5]、地质(")等各领域的成分定性、定量分析。研究结果表明，光谱模型质量受到众多条件的影响，在校正集样品选择的研究中，校正集样品数量和被测组分的化学值分布都是光谱模型的预测能力和精度的重要影响因索-)。本工作不仅讨论测量中关心的被测组分的浓度分布对其白身浓度光谱分析建模和预测精度的影响，也对测量中不关心的非测量成分的浓度分布对被测组分浓度建模和预测精度的影响进行研究。以符合朗伯-比尔定律的多组分线性吸收谱信号为研究对象，在叠加一定均方值高斯白噪声的基础上，基于计算机模拟方式对偏最小二乘回归分析，对组分浓度分布对建模和预测精度的影响进行仿真实验并对结果进行讨论。
理想三组分模型的构建 1
为构造三组分被测液体的可见近红外波段吸收谱，假设被测物一种组分仅存在吸收：其中第一种组分为背景组分，浓度较大，但各波长摩尔消光系数均较小，在被测波段中间
摩尔消光系数较大，曲线较平缓。三种组分的摩尔消光系数曲线如图1所示。假定各样本的光谱测量光程为10mm，在设定实验中三种组分的浓度范围后，根据朗伯-比尔定律，得到各组分的吸收谱。将各样本的三种组分吸收谱进行叠加，即可得到混合模型的理想吸收谱。
0.0121 0.008 0.004
ot
o)
0
0.012 0.008 0.004
0 01800 1600 1400
0
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250300350400450500
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100150200250
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50
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400
450500
100
50
Wave number
Ideal curve of molar extinction
Fig11
coefficient of three components
收稿日期：2011-10-03，修订日期：2011-12-30
基金项目：国家自然科学基金项目（30973964)，天律市应用基确及前沿技术研究计划项目（11JCZDJC17100），天津市科技计划项目和科技型
中小金业创新基金项日(10ZXCXSY10400)资助
作者简介：李附，1959年生，天律大学精密仪器与光电子工程学院教授
，通讯联系人
万方数据
email; wu, xiaorongsohu com
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