基于遗传算法与线性叠加模型的混合物组成拉曼光谱定量分析

• 作者: 刘薇 戴连奎 温国基
• 来源期刊: 分析化学
• 关键词: 遗传算法 拉曼光谱 定量分析 天然气 线性叠加
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 85-94
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19756/j.issn.0253-3820.201500

摘要

提出了一种基于遗传算法(Genetic algorithm,GA)与线性叠加模型的拉曼光谱定量分析算法.仅需已知一种主要物质的拉曼光谱,即可基于一批包括该物质的混合物样本,结合相关分析获得各组分的特征峰位;再利用遗传算法拟合优化混合物对应的纯物质光谱矩阵;最后利用拟合得到的光谱矩阵,建立混合物中各种物质的拉曼光谱定量分析模型.本方法只在模型训练过程优化模型参数时计算量较大,而在实际预测时只需进行简单的矩阵运算即可,实时计算量很小,适用于连续在线应用.本方法可应用于液相或气相混合物的定量分析.以天然气为例,仅知主要组分甲烷的拉曼光谱时,基于一组已知其组成与拉曼光谱的天然气训练样本,建立了天然气中主要组分(CH4、C2 H6、C3 H8、CO2、N2、H2、CO)拉曼光谱定量分析模型;对于测试样本集,对应的预测均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别为0.488％、0.103％、0.358％、0.079％、0.087％、0.126％和0.022％,复相关系数(Multi-correlation coefficient,R2)分别为0.995、0.991、0.990、0.991、0.998、0.999和0.999.尽管此结果不及所有纯物质光谱均已知情况下得到的结果,但为大多数纯物质光谱未知的情况提供了一种解决方案.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	戴连奎		70	881	18.0	25.0
2	刘薇		7	19	2.0	4.0
3	温国基		1	0	0.0	0.0