基于谱峰分解的拉曼光谱定量分析方法

李津蓉１，２戴连奎１阮华１

１浙江大学工业控制技术国家重点实验室，浙江杭州３１００２７；２浙江科技学院自动化与电气工程学院，浙江杭州３１００２３摘要：目前用于拉曼光谱定量分析的方法，如ＰＣＡ、ＰＬＳ及ＳＶＭ等算法需要较多的训练样本，且所建回归模

型的外推性较差。间接硬建模（ｉｎｄｉｒｅｃｔ　ｈａｒｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＩＨＭ）是一种新型的光谱定量分析技术，适用于光谱的叠加及非线性变化情况，只需少量训练样本即可得到外推性较高的回归模型。但ＩＨＭ方法需要已知混合物中所有常成分的光谱，这一条件在实际应用中较难达到。为此，提出了一种新的定量分析方法——直接硬建模算法（ｄｉｒｅｃｔ　ｈａｒｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＤＨＭ）。新算法不需已知待测成分光谱，而是直接在混合物光谱中确定待测成分所对应的特征峰，然后利用特征峰面积与待测成分浓度之间建立线性模型。通过对ＰＸ装置中二甲苯成分的定量分析实验证明ＤＨＭ具有训练样本数量少、回归模型稳健性强等优点。

光谱分析；定量分析；回归模型；ＰＸ装置

１０．　３９６９／ｊ．　ｉｓｓｎ．　０４３８－１１５７．　２０１２．　０７．　０１９

　ＴＱ０１８；　ＴＰ２７４Ａ０４３８－１１５７（２０１２）０７－２１２８－０８Ｒａｍａｎ　ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｅａｋｓ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　

ＬＩ　ＪｉｎｒｏｎｇＤＡＩ　ＬｉａｎｋｕｉＲＵＡＮ　Ｈｕａ

２０１１－１０－２６２０１２－０４－１８

李津蓉（１９７７—），女，博士研

究生，讲师，

国家高技术研究发展计划项目（２００９ＡＡ０４Ｚ１２３）．

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＠＠［１］Ｑｉａｏ　Ｘｉｙａ（乔西娅），Ｄａｉ　Ｌｉａｎｋｕｉ（戴连奎），Ｗｕ　Ｊｉａｎｊｉａｎ（吴俭俭）．　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｒａｍａｎ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｉｎ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　［Ｊ］．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ（光谱学与光谱分析），

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＠＠［６］Ｂａｏ　ｘｉｎ（包鑫），Ｄａｉ　Ｌｉａｎｋｕｉ（戴连奎），Ｍ－ｅｓｔｉｍａｔｏｒ　

ｂａｓｅｄ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｖｅｃｔｏｒ　ｍａｃｈｉｎｅ　ａｎｄ　ｉｔ＇ｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　［Ｊ］．ＣＩＥＳＣ　Ｊｏｕｒｎａｌ　（化工学报）．　２００９．　６０　（７）：　１７３９－１７４５＠＠［７］Ｚｈｅｎｇ　Ｘｉａｏｘｉａ　（郑小霞　），　Ｑｉａｎ　Ｆｅｎｇ　（钱锋　）　．　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｅａｓｔ　ｓｑｕａｒｅｓ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｖｅｃｔｏｒ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｗｉｔｈｉｎ　ｅｖｉｄｅｎｃｅ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｉｎ　ＰＴＡ　ｐｒｏｃｅｓｓ　［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　（Ｃｈｉｎａ）　（化工学报），　２００６，　５７（７）：　１６１２－１６１６

＠＠　［８］Ａｌｓｍｅｙｅｒ　Ｆ，　ＫｏＢ　Ｈ　Ｊ，　Ｍａｒｑｕａｒｄｔ　Ｗ．　Ｉｎｄｉｒｅｅｔ　ｓｐｅｃｔｒａｌｈａｒｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｍｉｘｔｕｒｅｓ　［Ｊ］．　Ａｐｐｌ．　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ．，　２００４，　５８　（８）：　９７５－９８５＠＠　［９］Ｋｒｉｅｓｔｅｎ　Ｅ，　Ａｌｓｍｅｙｅｒ　Ｆ，　Ｂａｒｄｏｗ　Ａ，　Ｍａｒｑｕｅｒｄｔ　Ｗ．　Ｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｉｎｄｉｒｅｃｔ　ｈａｒｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｓｐｅｃｔｒａ　［Ｊ］．Ｃｈｅｍｏｍｅｔｒ．　ｌｎｔｅｌｌ．　Ｌａｂ．　Ｓｙｓｔ．　，　２００８，　９１　：　１８１－１９３＠＠［１０］Ｋｒｉｅｓｔｅｎ　Ｅ，　Ｍａｙｅｒ　Ｄ，　Ａｌｓｍｅｙｅｒ　Ｆ，　Ｍｉｎｎｉｃｈ　Ｃ　Ｂ，　ＧｒｅｉｎｅｒＬ，　Ｍａｒｑｕａｒｄｔ　Ｗ．　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｎｋｎｏｗｎ　ｐｕｒｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｐｅｃｔｒａ　ｂｙ　ｉｎｄｉｒｅｃｔ　ｈａｒｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　［Ｊ］．　Ｃｈｅｍｏｍｅｔｒ．　Ｉｎｔｅｌｌ．Ｌａｂ．　Ｓｙｓｔ．　，　２００８，　９３：１０８－１１９

＠＠［１１］Ｂａｒｄｏｗ　Ａ，　Ｍａｒｑｕàｒｄｔ　Ｗ，　Ｇ（ｏ）ｋｅ　Ｖ，　ＫｏＢ　Ｈ　Ｊ，　Ｌｕｃａｓ　Ｋ．Ｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｄｉｆｆｕｓｉｏｎｕｓｉｎｇＲａｍａｎ　

ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　［Ｊ］．　ＡＩＣｈＥ　Ｊ．，　２００３，　４９　（２）：　３２３－３３４

＠＠［１２］Ｂａｒｄｏｗ　Ａ，　Ｇ（ｏ）ｋｅ　Ｖ，　ＫｏＢ　Ｈ　Ｊ，　Ｍａｒｑｕａｒｄｔ　Ｗ．　Ｔｅｒｎａｒｙｄｉｆｆｕｓｉｖｉｔｉｅｓ　ｂｙ　ｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｒａｍａｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　［Ｊ］．　ＡＩＣｈＥ　Ｊ．　，　２００６，　５２　（１２）：　４００４－４０１５＠＠［１３］Ａｌｓｍｅｙｅｒ　Ｆ，　Ｍｓｒｑｕａｒｄｔ　Ｗ．　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｅａｋｓｈａｐｅｄ　ｍｏｄｅｌｓ　［Ｊ］．　Ａｐｐｌ．　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ．　，　２００４，　５８　（８）　：９８８－９９４

＠＠［１４］ＳｔｅｆａｎＦｉｎｓｔｅｒｌｓ，ＭｉｃｈａｅｌＢＫｏｗａｌｓｋｙ．　ＡｔｒｕｎｃａｔｅｄＬｅｖｅｎｂｅｒｇ－Ｍａｒｑｕａｒｄｔ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈｌｙｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌｓ　［　Ｊ　］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ＆Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，　２０１１，　３７　（６）：　７３１－７３８

＠＠［１５］Ｗａｎｇ　Ｌｉｊｕｎ（王丽军），Ｌｉ　Ｘｉ（李希），Ｗａｎｇ　Ｑｉｎｂｏ（王勤波），Ｚｈａｎｇ　Ｈｏｎｇｊｉａｎ（张宏建）．Ｒｅａｃｔｉｏｎ／ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ／ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ＰＸ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　（Ｃｈｉｎａ）（化工学报），２００５，　５６　（８）：　１５０４－１５１０

基于谱峰分解的拉曼光谱定量分析方法

作者：李津蓉，戴连奎，阮华， LI Jinrong， DAI Liankui， RUAN Hua

作者单位：李津蓉,LI Jinrong(浙江大学工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州310027;浙江科技学院自动化与电气工程学院,浙江杭州310023)，戴连奎,阮华,DAI Liankui,RUAN Hua(浙江大学

工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州,310027)

刊名：

化工学报

英文刊名：CIESC Journa

年，卷(期)：2012,63(7)

参考文献(15条)

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本文链接：https://www.360docs.net/doc/1b15605751.html,/Periodical_hgxb201207019.aspx