一种核桃粉产地的快速识别方法技术

本发明专利技术公开一种核桃粉产地的快速识别方法，包括：1)收集不同产地核桃粉，以不同产地设标签；2)利用激光诱导击穿光谱仪采集样品不同位置的光谱信号，并对所获取的光谱信号进行预处理；3)以经过预处理的数据作为输入，以产地标签作为输出建立偏最小二乘法模型，利用回归系数选择若干特征波长；4)以产地标签作为输出，以所述特征波长的信号强度作为输入，建立偏最小二乘法判别分析模型；5)获取待检测样本在所述特征波长处的光谱信号，并输入判别分析模型中，对核桃粉产地进行判别分析。本发明专利技术实现了基于激光诱导击穿光谱对核桃粉产地进行判别，具有成本低，检测快速，操作简单等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及农产品产地检测方法，尤其设及一种核桃产地的快速识别方法。
技术介绍
核桃作为世界"四大干果"之一，由于其含有丰富的营养元素W及具有降血脂、预 防屯、血管疾病的保健功能，受到人们广泛的喜爱。核桃种植范围广泛，在我国主要的产地有 陕西、新疆、云南等。为了方便食用，部分核桃将研磨制造成核桃粉。不同产地的核桃粉在 营养功能和食用口感上相差较大。此外，市面上存在一些不法商家用本地廉价核桃粉冒充 其它主产地核桃粉的现象。因此，寻找一种快速有效的方法用于区别核桃粉产地具有重要 意义。 目前，核桃粉产地鉴别方法主要有专家感官评审和化学分析等方法。感觉评审存 在主观性，并且对评审人员要求较高，不适合普通消费者进行评判。而化学分析方法通过分 析核桃的化学成分来鉴定核桃产地，其步骤繁琐、耗时长且成本较高。 激光诱导击穿光谱仪(Xaser-InducedBreakdownSpectroscopy,LIB巧作为一种 新型的原子光谱技术，可根据获取的"指纹谱线"实现判别分析。该技术无需对样品进行预 处理（或简单预处理），能对样本实现快速检测分析，通常检测时间为几分钟。 阳〇化]应用激光诱导击穿光谱技术实现核桃粉产地鉴别，有利于减少人为因素的干扰， 具有快速、操作简单、成本低、环保等特点。
技术实现思路
本专利技术公开了一种核桃粉产地快速识别的方法，实现了基于激光诱导击穿光谱对 核桃粉产地进行有效识别，具有成本低，检测快速，操作简单等特点。 阳007]本专利技术的具体技术方案如下： 一种核桃粉的产地快速识别方法，包括步骤： 1)收集不同产地核桃粉，W不同产地设标签，记为Y; 2)将样本简单预处理后，放置样品台上，待激光诱导击穿光谱仪的激光能量趋于 稳定时，并通过样品台改变激光击打样品位置，获得到样品不同位置的样本信号； 3)对所获取的信号进行去基线、信号归一化、求平均等预处理，经过预处理的数据 记为X' ； 4)针对上述的建模样本，W经过预处理数据X'作为输入，W产地标签Y作为输出 建立偏最小二乘法模型，W回归系数选择若干特征波长； 5)W产地标签作为输出Y，W所述的特征波长的信号强度X作为输入，建立偏最小 二乘法判别分析模型； 所述的判别分析模型方程为：Y= 2. 0368-0. 0651λ1+0.0348λ2-0.0288 入 3 -0. 2024λ4+0. 2531λ5+0. 2023λ6+0. 08716 入 7 -0. 08351λs-0. 00741λ9+0. 0245λi〇-〇. 07036 入。 阳0化]+0. 2067λ12+0. ：M05λ口-O. 1117λ14-0. 1051 入。 -0. 1540 入 16+0. 2298 入口-0. 05493 入IS 其中λ1，λ2···λIS分别为步骤4)中选出来的特征波长处的信号强度；[OOW6)获取待检测样本特征波长处LIBS信号，输入步骤W的判别分析模型中，对核桃 粉产地进行判别分析。 作为优选，步骤2)中所述样本的预处理包含将样本放置于10~30mm直径，5~ 10mm高圆柱形容器当中，填满容器，并去除表面多余核桃粉。 由于LIBS检测对样本平整性要求较高，因此本专利技术在考虑到简便操作的同时保 证实验精确性。本专利技术将样本置于圆柱形容器中，并去除多余的核桃粉，操作简单同时保证 了样本的平整性，减少了检测的相对标准偏差。 作为优选，步骤2)中的样本信号采集应为累积采集模式，一个样本应采集10~30 个，每个点应累积5~20次。 由于LIBS信号存在较大的波动，因此为保证采集信号的稳定性和样本代表性需 采集多点累积谱线。 作为优选，步骤2)所述信号采集的参数为：激光能量范围为50~200mJ;激光波 长为532皿或1064皿；焦深为1~3mm;延时时间为1~3μS;积分时间为5~10μS; 由于激光能量、激光波长、焦深、延时时间、积分时间均会对信号的强度造成影响， 本专利技术在采集过程中对检测参数进行优化。 作为优选，步骤4)预处理方法中信号归一化应对样本谱线信号的积分面积进行 归一化； 由于仪器噪声和环境的影响，LIBS采集的不同谱线会产生不同的波动，本专利技术针 对每一条谱线W波长进行积分获得强度面积，并W每个波长的强度值除W强度面积对谱线 进行面积归一化处理，此处理能有效减少点与点的谱线波动。 作为优选，步骤5)中特征波长的选择应遵循W下原则：特征波长的个数应为5~ 30个之间；根据回归系数绝对值前0. 5%。~1%。对应的波长，再根据数据库中对波长进行匹 配，保留匹配上的特征波长。 本专利技术中利用偏最小二乘法的回归系数的值对原始波段进行筛选，保存对模型贡 献比较大的波段，再根据原子发射谱线数据库找出波长对应的元素，最终保留能代表实际 元素的波长。由于LIBS所采集的信号，其波段数较多，通常在10000~20000之间，通过选 择特征波长能有效减少数据的冗余，提高运算速度。此外，通过选择特征波长，筛选出能有 效鉴别核桃粉产地的元素成分，对今后制造生产专用的传感仪器具有重要意义。 本专利技术具有的有益效果是： (1)实现了核桃粉产地的识别。 (2)利用LIBS技术进行核桃粉产地进行判别，具有操作简单，成本低、环保、快速 等特点。有效克服了传统检测方法检测时间长、操作复杂的特点，避免了化学试剂对环境的 污染。 (3)选择了具有代表性的特征波长，有利于专用传感仪器的开发。【附图说明】 图1为本专利技术的检测方法流程图； 图2为建模集核桃粉实际产地类别与预测产地类别的关系图； 图3为预测集核桃粉实际产地类别与预测产地类别的关系图；【具体实施方式】 下面将结合具体实施例和附图对本专利技术进行详细描述，如图1所示，识别核桃粉 产地的步骤如下： 1、收集新疆、云南、当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核桃粉的产地快速识别方法，其特征在于，包括步骤：1)收集不同产地核桃粉，以不同产地设标签，记为Y；2)将样本预处理后，利用激光诱导击穿光谱仪采集样品不同位置的光谱信号；3)对所获取的光谱信号进行预处理，经过预处理的数据记为X’；4)以经过预处理数据X’作为输入，以产地标签Y作为输出建立偏最小二乘法模型，利用回归系数选择若干特征波长；5)以产地标签作为输出Y，以所述特征波长的信号强度X作为输入，建立偏最小二乘法判别分析模型，具体的判别分析模型方程为：Y＝2.0368‑0.0651λ1+0.0348λ2‑0.0288λ3‑0.2024λ4+0.2531λ5+0.2023λ6+0.08716λ7‑0.08351λ8‑0.00741λ9+0.0245λ10‑0.07036λ11+0.2067λ12+0.3405λ13‑0.1117λ14‑0.1051λ15‑0.1540λ16+0.2298λ17‑0.05493λ18其中λ1,λ2…λ18分别为步骤4)中选出来的特征波长处的信号强度；6)获取待检测样本在所述特征波长处的光谱信号，输入步骤5)的判别分析模型中，对核桃粉产地进行判别分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，彭继宇，刘飞，宋坤林，孔汶汶，叶蓝韩，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33