基于粒子群算法-支持向量机-激光诱导击穿光谱技术对稻壳中铬元素的定量分析模型

周华茂 陈添兵 刘木华 徐将 何秀文 许方豪 姚明印

引用本文: 周华茂,  陈添兵,  刘木华,  徐将,  何秀文,  许方豪,  姚明印. 基于粒子群算法-支持向量机-激光诱导击穿光谱技术对稻壳中铬元素的定量分析模型[J]. 分析化学, 2020, 48(6): 811-816. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191731 shu
Citation:  ZHOU Hua-Mao,  CHEN Tian-Bing,  LIU Mu-Hua,  XU Jiang,  HE Xiu-Wen,  XU Fang-Hao,  YAO Ming-Yin. Quantitative Analysis of Chromium in Rice Husks by Laser Induced Breakdown Spectroscopy Based on Particle Swarm Optimization-Support Vector Machine[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2020, 48(6): 811-816. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191731 shu

基于粒子群算法-支持向量机-激光诱导击穿光谱技术对稻壳中铬元素的定量分析模型

  • 基金项目:

    本文系国家自然科学基金项目(No.31772072)和江西省教育厅项目(No.GJJ160404)资助

摘要: 为了对稻壳中重金属铬(Cr)含量进行快速测定,利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)获取了江西省鄱阳湖周边24组水田污染区稻壳中Cr元素的等离子体信号光谱数据。通过在422.04~445.94 nm波段范围内构建光谱九点平滑和归一化数据预处理,选择18组数据作为训练样本,另外6组作为测试样本,提出了基于粒子群算法(PSO)的支持向量机(SVM)参数调节优化方法。建立了PSO-SVM智能算法对Cr含量的LIBS定量分析模型,得到测试集均方根误差(RMSE)为7.83 μg/g,平均绝对误差百分比(MAPE)为4.10%,预测值与测定值之间的相关系数为0.9948。在同等条件下,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)预测6组样本浓度,其RMSE为22.58 μg/g,MAPE为6.17%,相关系数为0.9840。结果表明,PSO-SVM回归定量方法可用于LIBS农产品的成分分析,其分析效果优于siPLS。

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  • 收稿日期:  2019-12-11
  • 修回日期:  2020-03-19
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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