[发明专利]一种利用近红外光谱技术快速分析纸浆材中Klason木质素含量的方法

权利要求书

1.一种利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是，步骤是：

第一步，将适龄纸浆材去皮，切削成木片；

第二步，木片经充分平衡水分后，按树种均匀取样；

第三步，从各样本中取出部分木片置于粉碎机中粉碎，得到样本木粉并筛选；

第四步，在特定的环境条件下，利用近红外光谱仪采集各样本的近红外光谱数据；

第五步，对原始近红外光谱数据进行预处理；

第六步，用传统方法测定各样本木粉中的Klason木质素含量，将所有样本按含量梯度法分为训练集和验证集；

第七步，采用支持向量机法确定训练集样本Klason木质素含量测定值和其近红外光谱数据间的对应关系，建立分析模型；

第八步，将验证集近红外光谱数据代入分析模型，得到验证集样本Klason木质素含量的预测值，将预测值与传统方法测定值作对比，评价分析模型性能。

2.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第一步所述适龄纸浆材材种包括但不限于桉木、杨木、相思木，树龄在5～6年。

3.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第二步充分平衡水分的判定是：每隔24h取样品测定水分含量，两次测定值之差小于0.1％时认定样本水分已充分平衡；对样本总量的要求为不低于50个。

4.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第三步所筛选出的样本木粉粒径在0.25～0.38mm之间。

5.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第四步所述特定环境条件为：温度在15～30℃、相对湿度在30％～50％；所述近红外光谱数据为利用近红外光谱仪采用漫反射方式获得的吸光度值；近红外光谱采集条件为：扫描速度360°/min，光谱采集次数20次/圈，每个样品装样3次取平均光谱，木粉受砝码压强约1.41kPa。

6.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第五步所述预处理方法为Savitzky-Golay 13点3倍平滑、多元散射校正、二阶导数预处理的组合。

7.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第六步所述训练集和验证集的比例在2:1到6:1之间。

8.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第七步所述建模方法为支持向量机法；建立分析模型过程为：用化学计量学软件加载训练集光谱数据，通过支持向量机法和交互验证，确定不敏感损失函数中的不敏感损失函数ε值、径向基系数γ、惩罚参数C，据此建立纸浆材Klason木质素含量分析模型。

9.根据权利要求1所述的利用近红外技术快速分析纸浆材Klason木质素含量的方法，其特征是：第八步所述分析模型性能用预测均方根误差RMSEP和绝对偏差范围(AD)作为主要评价指标；决定系数R²_val和相对分析误差RPD作为参考指标；偏差(Bias)值确定模型是否存在系统性误差；用双尾T检验P值检验测定值和预测值是否存在显著性差异。