Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

O-кресол концентрации онлайн измерения на основе ближнего инфракрасной спектроскопии через частичную наименее квадратной регрессии

5.6K просмотров

DOI:

10.3791/59077

8 ноября 2019 г.

В этой статье

Краткое содержание

Протокол описывает метод прогнозирования концентрации о-крезола во время производства полифенилового эфира с использованием ближней инфракрасной спектроскопии и частичной регрессии наименьших квадратов. Для более четкого и полного описания процесса используется пример прогнозирования концентрации о-крезола во время производства полифенилена.

Аннотация

В отличие от макроскопических технологических переменных, ближнеинфракрасная спектроскопия обеспечивает информацию о процессах на молекулярном уровне и может значительно улучшить прогнозирование компонентов в промышленных процессах. Способность записывать спектры для твердых и жидких образцов без предварительной обработки является выгодным и метод широко используется. Однако недостатки анализа высокомерных ближнеинжекрасных спектральных данных включают избыточность информации и многокомпонентность спектральных данных. Таким образом, мы предлагаем использовать метод регрессии частичнонаили лишь квадратов, который традиционно используется для уменьшения размерности данных и устранения коллизионности между исходными объектами. Мы внедряем метод прогнозирования концентрации о-крезола при производстве полифенилена эфира. Предлагаемый подход предлагает следующие преимущества перед методами регрессии компонентов: 1) частичная регрессия наименьших квадратов решает проблему многокомпонентности независимых переменных и эффективно избегает переоборудования, которое происходит в регрессионный анализ из-за высокой корреляции между независимыми переменными; 2) использование ближнего инфракрасного спектра приводит к высокой точности, потому что это неразрушающий и не загрязняющий метод для получения информации в микроскопических и молекулярных масштабах.

Введение

Ближайшая инфракрасная (NIR) спектроскопия (NIRS) получила широкое признание как быстрая, эффективная, неразрушающая и не загрязняющая современные аналитические технологии; этот метод использовался в течение последних нескольких лет для обнаружения и анализа качества продукции и измерения химических компонентов в промышленных процессах. Наиболее важной специальностью метода является его способность записывать спектры для твердых и жидких образцов без предварительной обработки, что делает NIRS особенно подходящим для прямого и быстрого обнаружения и анализа натуральных и синтетических продуктов1,2. В отличие от....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Приобретение данных спектра NIR с помощью спектрометра процессов Fourier transform (FT)-NIR

  1. Установите жидкий фазовый оптический волоконный зонд ближнего инфракрасного спектрометра на выход продукта полифенилэфира. И откройте программное обеспечение OPUS на верхнем компьютере, подключенном к инструменту, и начните настраивать измерение.
  2. Подключение к спектрометру
    1. В меню «Мера» выберите команду оптической настройки и обслуживания или нажмите значок из панели инструментов.
    2. На диалоге, который открывается, нажмите на вкладку Оптическая скамейка....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Прогнозируемое значение нечистоты о-кресола в продуктах полифенилового эфира получено с помощью спектроскопии на основе ОКОЛО инфракрасного спектроскопии на основе PLSR. Рисунок 2 и рисунок 3 соответственно показывают надежность метода на этапе выбора объектов из кривой коэффициента принятия решений и процент интерпретации ошибок, увеличивающийся вместе с числом основных компонентов.

В частности.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Этот протокол описывает процесс выполнения PLSR по измерению концентрации o-cresol, оставшейся в жидком продукте полифенилена эфира с NIRS.

Двумя важнейшими шагами в этом процессе являются предварительная обработка исходных спектральных данных NIR и выбор переменных высокомерных спектральных данных NIR.

Как правило, несистематическое фоновое вмешательство приводит к несистематическому отклонению рассеяния или базовому дрейфу спектра NIR. Правильный метод предобработ.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (Грант No 61722306 и 61473137) и Национальной первоклассной дисциплинарной программой легкой промышленности (LITE2018-025).

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
MPA II Многоцелевой FT-NIR анализаторBruker1
Волоконно-оптические зонды (жидкая фаза)Bruker1
Жидкостный хроматографический анализатор /1
Лабораторное оборудование и расходные материалы (например, пробирка и т.д.)/
MATLABMathWork1
OPUSBruker1
Главный компьютерDELL1
РасшифровщикCAMO1

Ссылки

  1. Nicolai, B. M., et al. Nondestructive measurement of fruit and vegetable quality by means of NIR spectroscopy: A review. Postharvest Biology and Technology. 46 (2), 99-118 (2007).
  2. Chang, C. W., Laird, D. A., Mausbach, M. J., Hurburgh, C. R.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Регрессия методом частичных наименьших квадратовпредварительная обработка спектровнормализация векторованализ главных компонентовкросс-валидациясреднеквадратичная ошибкаспектральные данные БИКмониторинг промышленных процессов