[发明专利]一种近红外光谱设备的稳定性判别方法

摘要

本发明公开了一种近红外光谱设备的稳定性判别方法，包括标样光谱稳定性模型构建过程以及实测光谱稳定性判别过程，通过构建稳定性模型并计算扫描光谱的稳定性指数，从而可以客观地判别出未知扫描光谱的稳定性，进而根据扫描光谱的稳定性可以判断出生成所述扫描光谱的近红外光谱设备在这一时刻是否运行在稳定状态，实现对近红外光谱设备稳定性的客观判断。该方法判定速度快，判断结果量化，能够保证网络状态下所有近红外光谱设备运行的稳定性和高度一致性。

主权项

1.一种近红外光谱设备的稳定性判别方法，其特征在于：包括标样光谱稳定性模型构建过程以及实测光谱稳定性判别过程；其中，标样光谱稳定性模型构建过程包括以下步骤：(1)选取m个建模样本作为建模集，构建建模样本光谱矩阵Atrian： A t r a i n = a 11 a 12 ... a 1 n a 21 a 22 ... a 2 n ... ... ... ... a m 1 a m 2 ... a m n ; ]]>(2)对建模样本光谱矩阵Atrian进行预处理，构建预处理后的建模样本光谱矩阵Xtrian： X t r a i n = x 11 x 12 ... x 1 n x 21 x 22 ... x 2 n ... ... ... ... x m 1 x m 2 ... x m n ; ]]>(3)采用主成分分析法对预处理后的建模样本光谱矩阵Xtrian进行降维空间映射，生成降维后的建模样本主成分得分矩阵Ytrian： Y t r a i n = Y 1 Y 2 ... Y m = X t r a i n · W = x 11 x 12 ... x 1 n x 21 x 22 ... x 2 n ... ... ... ... x m 1 x m 2 ... x m n · w 11 w 12 ... w 1 p w 21 w 22 ... w 2 p ... ... ... ... w n 1 w n 2 ... w n p ; ]]>其中，W为载荷矩阵；p为主成分个数，且p<n；Yi为第i个建模样本的得分向量；(4)计算每个建模样本的得分向量Yi到m个建模样本中心的距离di： d i = ( Y i - Y t r a i n ‾ ) M - 1 ( Y i - Y t r a i n ‾ ) ′ 2 , i = 1 , 2 , ... ... , m ; ]]>其中，M为建模样本主成分得分矩阵Ytrian的协方差矩阵，为Ytrian的平均值向量；(5)计算每个建模样本的分散性： D i = R d i Σ i = 1 m R d i / m , i = 1 , 2 , ... ... , m ]]>其中，μ为di(i＝1,2,……,m)的平均值；实测光谱稳定性判别过程包括以下步骤：(6)近红外光谱设备在实际应用过程中，首先利用近红外光谱设备对标样材料进行光谱扫描，并采集k个实测样本，构建实测样本光谱矩阵B： B = b 11 b 12 ... b 1 n b 21 b 22 ... b 2 n ... ... ... ... b k 1 b k 2 ... b k n ; ]]>(7)对实测样本光谱矩阵B进行预处理，构建预处理后的实测样本光谱矩阵C： C = c 11 c 12 ... c 1 n c 21 c 22 ... c 2 n ... ... ... ... c k 1 c k 2 ... c k n ; ]]>(8)计算出降维后的实测样本主成分得分矩阵Sscore： S s c o r e = S 1 S 2 ... S k = C · W ; ]]>(9)计算实测样本主成分得分矩阵Sscore与标样光谱稳定性模型的主成分空间距离ej： e j = ( S j - Y t r a i n ‾ ) M - 1 ( S j - Y t r a i n ‾ ) ′ 2 , j = 1 , 2 , ... ... , k ; ]]>(10)计算每个实测样本的稳定距离： E j = R e j 1 m Σ i = 1 m D i , j = 1 , 2 , ... ... , k ; ]]>其中，μscore为ej(＝1,2,……,k)的平均值；(11)根据每个实测样本的稳定距离Ej的大小判断所述近红外光谱设备的稳定性。