基于CS-SVM的山梨酸钾的荧光光谱检测法研究
王书涛,朱彩云,刘洺辛,彭涛,程琪,孔德明,王玉田
燕山大学 电气工程学院 测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
Study on Fluorescence Spectrometric Detection of Potassium Sorbate Based on CS-SVM
WANG Shu-tao,ZHU Cai-yun,LIU Ming-xin, PENG Tao,CHENG Qi,KONG De-ming,WANG Yu-tian
Key Laboratory of Measurement Technology and Instrumentation, School of Electrical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao, Hebei 066004, China
摘要 通过分析山梨酸钾的橙汁溶液的荧光光谱特征,发现山梨酸钾在激发波长为375nm、发射波长为450~510nm范围的光谱图有毛刺,说明橙汁被激发的荧光会干扰山梨酸钾的荧光光谱。构建布谷鸟搜索算法(CS)优化支持向量机(SVM)模型对15个样本进行训练,并预测7个样本的山梨酸钾的浓度。CS-SVM的平均回收率为99.07%,均方误差为1.21×10-5 g/L,结果表明CS-SVM能够精确测定橙汁溶液中山梨酸钾的浓度,CS-SVM训练过程和对预测结果的平均回收率、误差都优于PSO-SVM和GA-SVM。
关键词 :
计量学 ,
山梨酸钾 ,
荧光光谱 ,
布谷鸟搜索算法 ,
支持向量机
Abstract :By analyzing the fluorescence spectra of potassium sorbate in orange juice solution, it is found that fluorescence spectrum of potassium sorbate has glares where emission wavelength is in the range of 450~510nm when excitation wavelength is at 375nm, which indicates that the fluorescence characteristics of orange juice could interfere with the fluorescence spectrum of potassium sorbate. The model of cuckoo search algorithm (CS) optimizing support vector machine (SVM) is built to train 15 samples and predict the concentration of 7 potassium sorbate samples. The average recovery rate of CS-SVM is 99.07% and the mean square error is 1.21×10-5 g/L. The results show that the training process,the average recovery and error of CS-SVM are all better than PSO-SVM and GA-SVM, and that CS-SVM can accurately determine the concentration of potassium sorbate in orange juice solution.
Key words :
metrology
fluorescence spectroscopy
potassium sorbate
cuckoo search algorithm
support vector machine
收稿日期: 2017-07-05
发布日期: 2018-09-05
基金资助: 国家自然科学基金(61771419,61501394,61471312);河北省自然科学基金(F2017203220)
通讯作者:
刘洺辛为本文通讯作者。liumx@ysu.edu.cn
E-mail: tydf15138004018@163.com
作者简介 : 王书涛(1978-),男,黑龙江佳木斯人,博士,燕山大学教授,主要从事环境多参量检测、光电检测和光子晶体光纤等方面的研究。wangshutao@ysu.edu.cn
引用本文:
王书涛,朱彩云,刘洺辛,彭涛,程琪,孔德明,王玉田. 基于CS-SVM的山梨酸钾的荧光光谱检测法研究[J]. 计量学报, 2018, 39(5): 747-752.
WANG Shu-tao,ZHU Cai-yun,LIU Ming-xin, PENG Tao,CHENG Qi,KONG De-ming,WANG Yu-tian. Study on Fluorescence Spectrometric Detection of Potassium Sorbate Based on CS-SVM. Acta Metrologica Sinica, 2018, 39(5): 747-752.
链接本文:
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2018.05.29 或 http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2018/V39/I5/747
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