没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
激光诱导击穿光谱结合竞争自适应重加权采样算法对猪饲料中铜元素的定量分析
0 下载量 56 浏览量
2021-02-04
01:50:24
上传
评论
收藏 4.77MB PDF 举报
温馨提示
饲料中添加铜元素对猪生长速度的促进效果明显, 因而铜元素在猪饲料中的超标情况非常普遍, 但其带来的危害也非常严重。利用共线双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)技术对猪饲料中的铜元素进行快速定量分析, 采用竞争自适应重加权采样(CARS)算法筛选出与猪饲料中铜元素相关的22个重要变量, 压缩率为1.1%;基于筛选出来的22个重要波长变量, 利用偏最小二乘(PLS)回归方法建立猪饲料中铜元素含量的预测模型, 并对预测集猪饲料样品中的铜元素含量进行预测。结果表明: 与全光谱-PLS模型相比, CARS-PLS模型具有更高的预测精度和预测能力, 模型相关系数、交叉验证均方根误差、平均相对误差分别为0.978、19.25、5.59%。CARS算法可以有效地优化猪饲料中铜元素的激光诱导击穿光谱在线检测模型, 并可以提高模型的预测精度。
资源推荐
资源详情
资源评论
激光与光电子学进展
中国激光
杂志社
激光诱导击穿光谱结合竞争自适应重加权采样算法
对猪饲料中铜元素的定量分析
刘 珊 珊
,
,
张 俊
,
林 思 寒
,
,
刘 木 华
,
,
,
黎 静
,
,
,
潘 作 栋
江西农业大学工学院
江西 南昌
江西省现代农业装备重点实验室
江西 南昌
江西省果蔬采后处理关键技术与质量安全协同创新中心
江西 南昌
江西农业大学动物科学技术学院
江西 南昌
摘要
饲料中添加铜元素对猪生长速度的促进效果 明 显
因 而 铜 元 素 在 猪 饲 料 中 的 超 标 情 况 非 常 普 遍
但 其 带 来
的危害也非常严重
利用共线双脉冲激光诱导击穿光 谱
技术 对 猪饲料 中 的铜元 素进 行快 速定 量分 析
采用竞争自适应重加权采样
算法筛选出与猪饲料中铜元素相关的
个重要变量
压缩 率 为
基于 筛
选出来的
个重要波长变量
利用偏最小二乘
回归方法 建 立猪饲 料 中铜元 素 含量的 预 测模型
并 对 预 测 集
猪饲料样品中的铜元素含量进行预测
结果表明
与全 光 谱
模型 相 比
模型 具 有更高 的预 测精 度
和预测能力
模型 相 关系数
交叉 验 证均方 根 误差
平均 相 对误差 分 别为
算法 可 以有
效地优化猪饲料中铜元素的激光诱导击穿光谱在线检测模型
并可以提高模型的预测精度
关键词
光谱学
激光诱导击穿光谱
猪饲料
铜
竞争自适应重加权采样算法
中图分类号
文献标识码
doi
:
/
收稿日期
收到修改稿日期
基金项目
江西省教育厅科学技术研究项目
作者简介
刘珊珊
女
硕士研究生
主要从事农产品光谱检查技术方面的研究
导师简介
黎静
女
博士
副教授
主要从事农产品光谱检查技术方面的研究
通信联系人
Q
uantitativeAnal
y
sisofCo
pp
erElementinPi
g
FeedUsin
g
LaserInduced
BreakdownS
p
ectrosco
py
CombinedwithCARSAl
g
orithm
Schoolo
f
En
g
ineerin
g
Jian
g
xiA
g
riculturalUniversit
y
Nanchan
g
Jian
g
xi
China
Jian
g
xiKe
y
Laborator
y
o
f
ModernA
g
riculturalE
q
ui
p
ment
Nanchan
g
Jian
g
xi
China
CollaborativeInnovationCentero
f
PostharvestKe
y
Technolo
gy
and
Q
ualit
y
Sa
f
et
y
o
f
FruitsandVe
g
etablesin
Jian
g
xiProvince
Nanchan
g
Jian
g
xi
China
Colle
g
eo
f
AnimalScienceandTechnolo
gy
Jian
g
xiA
g
riculturalUniversit
y
Nanchan
g
Jian
g
xi
China
Abstract
激光与光电子学进展
Ke
y
words
OCIScodes
引
言
近年来
与畜 禽饲 养中 微量 元素 的添 加及 其作
用相关的报道较多
尤其是 对 铜元素 的 研究更 为 深
入
铜是 血
肝
脑等 铜蛋 白的 组成 部分
也是 几种
酶的必需成分
可保护细胞免受氧代谢的影响
保护
细胞结构及其功 能 的完整 性
研究表 明
高 铜 饲
料能够促进仔猪 的 生长速 度
并可在 一 定程度 上
减少或避免其发生腹泻
在对猪饲料进行添加的过
程中
不但要合理添加铜元素的剂量
还要考虑猪的
营养需求和营养平衡
这样可 以 更好地 发 挥铜元 素
促进生长
提高饲料转 化 率并加 强 机体抗 病 能力的
作用
但是由于经 济利益 的 驱使
饲料厂 商 或 养
殖户会在饲料中添加 过 量的铜 元 素
导致饲 料 的成
本升高
此外
有研究表明
当猪饲料中硫酸铜的质
量分数达到
时
会导致 猪 发生铜 中 毒现
象
而且有
以 上 的 铜 会 随 粪 便 排 出 体 外
严 重
污染环境
畜禽饲喂铜超标的日粮后
其肝脏
肉等
处的铜含量将远远超过 食 品卫生 标 准规定 的 含量
人类食用这些食品 后
铜元素 会 在肝
肾
脑等组 织
中累积
危害健康
检测猪饲料中重金属元素含量的传统光谱方法
主要有 电 感 耦 合 等 离 子 体
原 子 发 射 光 谱 法
电 感 耦 合 等 离 子 体
质 谱 分 析 法
原 子 吸 收 光 谱 法
分 光 光 度 法
等
虽然这些化学 方法具 有 检测限 低
准确度 高 等
优点
但样品预处理过程繁琐
需要采用化学试剂对
样品进行消解处理
而且对 操 作人员 的 专业程 度 要
求也较高
亦无法达 到 大批量
大范围 的 检测要 求
检测过程引入的化学试剂易对样品造成污染
激光
诱导击穿光谱
定 量 分 析 检 测 技 术 是 一 种 基
于原子和离子的发射 光 谱分析 技 术
它利用 高 能脉
冲激光聚焦到入射样 品 表面产 生 激光等 离 子体
然
后再对等离子体中的原子和离子发射光谱进行定性
和定量分 析
该 技 术 具 有 实 时 在 线 检 测
样 品
制备比较简单
检测基体形态多样等优点
目前已广
泛应用于食 品 检测
空间探 测
工业控制
和冶金分析
等领域
激光诱导击穿光谱能够反映被测物的基本特征
信息
但原始激光诱 导 击穿光 谱 数据中 包 含有大 量
的数据点
其中有许 多无用 的
不相关 的 信息
这些
信息会降低光谱模型 的 预测性 能
因此建 模 时往往
要通过去除噪音或干扰的方法来优 选有 效信 息
基 于 模 型 集 群 分 析 的 竞 争 自 适 应 重 加 权 采 样
算法相较于其他 波长 变量 筛选 算法 具有 一
定的优越性
目前
采用
算法结合激光诱
导击穿光 谱 对 样 品 中 元 素 进 行 分 析 的 研 究 报 道 较
少
李江波等
利 用 近 红 外 高 光 谱 技 术 结 合 竞 争
自适应重 加 权 法
偏 最 小 二 乘
模 型 对
鸭梨可溶 性 固 形 物 的 含 量 进 行 了 定 量 预 测
算法不仅可以去除原始 光 谱数据 中 的无信 息 变量
而且能够对共线性的 变 量进行 压 缩去除
能够有 效
地对高光 谱 数 据 变 量 进 行 选 择
刘 燕 德 等
基 于
算法对脐橙可溶性固形物进行了近红外在线
检测
光谱经过预处理后
分别应用向后区间偏最小
二乘法
遗传算法
和
算法筛选
特征变量
结果发现 采用
算法 筛选 的特 征变
量建立的偏最小二乘
模 型 的 预 测 结 果 最 优
基于此
本研究拟采用 共 线双脉 冲 激光诱 导 击穿光
谱
结合
算法优选猪饲料样品激光
诱导击穿光谱的特征 波 长变量
以提高 模 型的稳 定
性和预测的准确性
进一步 丰 富激光 诱 导击穿 光 谱
在猪饲料定量分析领域的应用
材料与方法
21
样品制备
试验所用饲料均是按照生长肥育猪饲料配方配
制而成的
饲料原料用 粉 碎机粉 碎 后按比 例 配重称
量后再均匀混合
用精密电子天平称取一定量的纯
无水硫 酸铜
纯度不 低 于
将其与
超
纯水配制
组浓度不同的硫酸铜溶液
然后将自制
饲料 与 硫 酸 铜 溶 液 置 于
培 养 皿 中 搅 拌 均
匀
静置
后将
组培 养皿 样品 放入 冷 冻干
燥机
型
中
干 燥 后 制 成 干 燥 饲 料
采用湿法消 解 法
中 的 化 学 前 处 理 对 每 组 干 燥 后
的饲料粉 末 样 品 进 行 处 理
再 采 用 原 子 吸 收 光 谱
法对消解液进行检测
得到各饲料样品中
元素的真实含量
如表
所示
然后在 每 组浓度 的
饲料中分别称取
份质量 为
的 干 燥 饲 料
再 用
手 动 压 片机将 其 压制成 直 径为
的圆饼 状
每
剩余6页未读,继续阅读
资源评论
哭泣着拥抱
- 粉丝: 216
- 资源: 906
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 纯 Python Java 解析器和工具.zip
- YOLO标记口罩数据集 (YOLO 格式注释)
- uniapp+vue3+云开发全栈开发同城配送鲜花小程序任意商城教程
- 客户需求快速小程序项目开发技巧
- java项目,课程设计-医疗服务系统.zip
- YOLO 注释风力涡轮机表面损坏-以 YOLO 格式注释风力涡轮机表面损伤 一万六千多文件
- 第一个适用于 Java 的 REST API 框架.zip
- Nvidia GeForce GT 1030显卡驱动(Win7)
- TIA PORTAL V17 UPD8- 更新包(最新版本2024.09)-链接地址.txt
- 示例应用程序展示了客户端和服务器上 JavaFX 和 Spring 技术的集成.zip
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功