[发明专利]一种多组分体系的分数阶导数谱定量分析方法

说明书

一种多组分体系的分数阶导数谱直接定量分析方法；由如下步骤构成：采用光谱仪采集待测多组分体系h的样本光谱H；依照标准加入法，在待测多组分体系h中，加入n(n5)个梯度浓度的待分析组分f，混合均匀后采用光谱仪采集各样本的光谱，得到F1‑Fn；调用SH算法：function S＝SHfd(Mraw,v,b,p)，其中Mraw为F1‑Fn，设置b，p，v＝v0+kΔ(k＝0,2…m；0.01Δ0.1，0v4)，求取F1‑Fn的连续阶导数DF1‑DFn；确定标定峰位λ和求导阶次vJ:在DF1‑DFn中，搜索某一峰位处的导数值与添加量的相关关系大于0.99时的阶次vJ，该峰位对应的数据点即标定峰位λ；在确定的vJ和标定峰位λ下，在绘制加入量C和导数值DF的关系式DF＝aC+b，可求出多组分体系H中待测组分f的含量。

技术领域

本发明涉及分数阶导数谱定量分析领域，特别涉及一种多组分体系的分数阶导数谱定量分析方法。

背景技术

导数光谱法是多元统计之外的一种多组分定量方法，可以消除低频基线的干扰，缩小峰宽，提高被测组分的选择性。不需要二次建模，不需要繁琐的统计模型，简单明了。现有的解算器有小波、傅里叶变换和梯度降噪的有限差分等，其中SG方法接受度最高。但是这些算法在噪声存在下精度不高，缺少一个适合实际测量数据和易于使用的工具。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种多组分体系的分数阶导数谱直接定量分析方法；

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种多组分体系的分数阶导数谱直接定量分析方法；

由如下步骤构成：

1)采用光谱仪采集待测多组分体系h的样本光谱H；

2)依照标准加入法，在待测多组分体系h中，加入n个梯度浓度的待分析组分f，混合均匀后采用光谱仪采集各样本的光谱，得到F1-Fn；

3)调用SH算法：function S＝SHfd(Mraw,v,b,p)，其中Mraw为F1-Fn，设置b为正实数，针对信号噪声强度来调整；p为正实数，v＝v0+kΔ，其中k＝0,2…m；0.01Δ0.1，0v4；求取F1-Fn的连续阶导数DF1-DFn；

4)确定标定峰位λ和求导阶次vJ:在DF1-DFn中，搜索某一峰位处的导数值与添加量的相关关系大于0.99时的阶次vJ，该峰位对应的数据点即标定峰位λ；

5)在确定的vJ和标定峰位λ下，在绘制加入量C和导数值DF的关系式DF＝aC+b，可求出多组分体系H中待测组分f的含量。

进一步的，所述步骤2)中n5。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提出测量的含噪声的频谱可以被一个指数函数和一个常数的和的函数包络，在包络上构造了更精确的噪声分离响应函数-双曲割线(Sech)函数。经过傅里叶反变换的模拟双曲函数(SH)在时域内是一个可用的卷积核。围绕这个核，通过数值演算(Grünwald-Letnikov)和相应的调整，可以实现对原始频谱的任意阶演算。在此基础上，提出了一个可执行的MATLAB脚本，并在有噪声和无噪声的情况下进行了交互式数学分析验证。

附图说明

图1为H1样本中不同加入量和1.5阶导数值的关系图；

图2为1.5阶下3000-3120数据点范围的样本导数谱图；

图3为H2样本中不同加入量和1.5阶导数值的关系图；

图4蔗汁光谱的导数值与蔗糖添加量的线性关系。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案做进一步详细描述：