[发明专利]一种用近红外光谱技术预测火炬松木材纤维长度的方法

摘要

本发明公开了一种用近红外光谱技术预测火炬松木材纤维长度的方法，该方法是基于近红外光谱技术建立火炬松木材纤维长度的预测模型，利用模型来实现对火炬松木材纤维长度的快速、准确测定。本发明近红外技术火炬松木材纤维长度预测模型的建立，克服了以往常规测定方法测定步骤繁琐、程序复杂、人为操作误差大、成本高等缺点，此项技术不需损耗化学药品，减少了化学药品对人体的害处；测量过程中不消耗样品，从外观到内在都不会对样品产生影响，是典型的无损分析测量；并且测试重现性好，分析效率高，结果稳定性好。为我国火炬松良种选育提供了一种快速、简单、准确、无损、低成本的测试方法。

主权项

一种用近红外光谱技术预测火炬松木材纤维长度的方法，其特征在于：包括以下步骤： （1）样品采集及其纤维长度常规测定：采集火炬松的生长锥木芯作为样品，采用常规方法测定样品的纤维长度值；样品的近红外光谱采集：用近红外光谱仪对采集得到的样品进行扫描，获得样品的近红外光谱数据；（2）建立模型：将所采集的样品分成两组，即预测集和验证集；先对步骤（1）获得的样品的近红外光谱数据进行光谱预处理，然后基于偏最小二乘法，将预测集样品的常规方法测定得到的纤维长度值与其经过预处理后的近红外光谱数据相关联进行拟合，经回归分析，建立火炬松木材纤维长度近红外模型；（3）模型的验证：用验证集的外部样品对步骤（2）已经建立的火炬松木材纤维长度近红外模型进行验证和评价，具体方法是：将外部样品的常规方法测定的纤维长度值与采用已建立的模型预测出的预测值分别进行验证比较，以相关系数R、验证集预测标准偏差SEP以及绝对偏差作为主要参数比较两者之间的差异，对模型进行外部验证和预测精度的评价；（4）用所建立的火炬松木材纤维长度近红外模型来预测待测的火炬松样品的木材纤维长度：对待测的火炬松，采集其生长锥木芯作为待测样品，以近红外光谱分析仪采集其近红外光谱图，将采集到的特征光谱数据输入到模型中，得到该待测火炬松木材的纤维长度预测值； 所述步骤（1）和步骤（4）样品进行近红外光谱采集的条件及参数为：采集光谱区域为950nm~1650nm，光斑直径为3.5cm，分辨率为5nm，环境温度控制在22℃~23℃，环境湿度控制在30%~70%；采用扫描 2 次和重复装样2 次取平均的光谱收集方式，用旋转台以增加采样面积，采集样品的漫反射光谱，取扫描结果的平均值进行保存。