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1、个人收集整理 勿做商业用途纺织品中棉含量的红外光谱快速测定摘要近红外光谱分析方法具有高效、 快速、成本低、无污染且不破坏样品等优点 . 为准确、快速地获得纺织品棉含量的定量信息 , 特此引入了近红外光谱分析技术。 本研究对纺织样品棉含量成分进行了光谱图的采集， 对利用无光谱预处理、 SNV、 小波变换三种不同预处理方法所建的模型进行了比较 , 并且采用了最小二乘法建 立了纺织棉制品中含棉的近红外定量的校正模型。模型的交叉验证均方根误差（RMSECV和预测均方根误差（RMSEP）分别为10。7231和4。7141.参考值和 预测值的相关系数为 0。 9781.该方法可以作为纺织品棉含量检测的有效
2、手段 .关键词：近红外光谱；纺织品；棉含量；偏最小二乘法；预处理#Rapid determination of cotton content in textile bynear-infrared spectroscopy technologyAbstractNear infrared (NIR) spectroscopy analytical menthod is efficient, rapid, noninvasive, environmental friendly, and it can be run at low costs.for accurately and quickly obt
3、ain the quantitative information of cotton content in textile。therefor, in troduc ing n ear in frared spectroscopy an alytica tech no logy In this work, collect ing cotton content in textile sample spectrogram。 Three quantitative models built with differe nt spectra preprocess ing methods were compa
4、red non preprocess ing, SNV and wavelet transform， and the near infrared quantitative calibration model was established by partial least sq ua re(s PLS) method。 With the model， the Root Mean Square Error Of Cross Validation(RMSECV) and Root Mean Square Error Of Prediction(RMSEP) are 10.7231 and 4。 7
5、141, respectively。 And a good correlation between reference concentrations and predicted va l u e(s R=0.9781) was obtained.The proposed approach appears to be a valid alterative for detection of cotton content in textile .文档为个人收集整理，来源于网络本文为互联网收集，请勿用作商业用途Keywords:near infrared (NIR) spectroscopy;text
6、ile；cotton content;Partial Least Square(PLS) method； pretreamen个人收集整理 勿做商业用途第一章 绪论本章分析了我国纺织品行业的发展状况， 并简单介绍了各类纺织品的主要检 测方法和新兴检测方法， 指出了目前各种纺织品棉含量检测中的问题和主要存在 的难点，并指出了本课题的研究目的及其意义、内容。1。1 纺织品行业概述我国是一个纺织品的生产和销售大国 , 具有悠久的历史 , 古代的丝绸之路就 是一个很好的见证。 世界认识中国就是因为丝绸和瓷器， 可见，中国丝绸在世界 上具有举足轻重的地位。近代以来 , 中国的纺织品也就像以前的丝绸一样，
7、在全 球都有一定的知名度，它的存在对于推动我国经济的发展起到举足轻重的作用。我国化纤、纱、布、呢绒、丝织品、服装等产量均居世界第一位，纤维加工 量占全球比重由 2000 年的 25提高到 2004年的 36，继续保持世界最大的纺 织品服装生产国的地位。中国作为世界上最大的纺织服装产业及棉絮消费市场、 最大的纺织服装出口国， 现在中国已是全球衣着棉絮消费的最大市场。 中国纺织 工业目前的出口份额已占世界的 24。2005年中国出口纺织品服装达 l 175 亿美 元，中国从纱线、面料到服装成品全是中国造的已经占到将近 3/4。2006年 19 月，我国纺织品和服装进出口总值为 1212.34亿美元
8、，出口总值是 1077。75 亿 美元。目前，世界纺织市场的发展呈现出两个主要趋势： 一方面， 随着经济的发展 和国际竞争的加剧， 发达国家的纺织工业受到很大的冲击。 广大发展中国家为了 发展经济，吸引外国投资， 充分发挥劳动力和原材料成本低的优势， 不断积累市 场开发经验 , 大力发展低价格的纺织产品，并借助当前的经济全球化浪潮和贸易 关税壁垒逐步取消的发展趋势 , 迅速扩大了在整个纺织品市场中的份额，已经占 据了世界纺织市场的绝大部分； 另一方面， 发达国家也正在加速完成纺织产业的 战略转移和产业升级， 将技术含量低、 劳动力密集型的传统纺织工业基本上转移 到了发展中国家， 而集中精力开发
9、高附加值、 高技术含量的新型纺织品， 保持对 发展中国家的绝对技术优势。21 世纪初，中国成功加入世界贸易组织， 随着出口量的增加， 使中国纺织品 服装市场空前繁荣。 近年来中国纺织行业保持了稳步、 快速的增长， 生产、效益、 进出口、规模等各项经济指标均表现出良好的发展势头。 产品产量稳步提高， 出 口保持快速增长，沿海的六省一市始终保持贸易顺差 .1。2 纺织品检测技术的研究进展纺织品与人们的生活息息相关， 并且随着生活水平的日益提高， 人们开始更 加关心纺织品的质量。 由此，为能够继续稳固纺织业的快速发展， 纺织品从原料 到成品的整个过程的质量监控就显得益发重要。 20世纪 80年代，国
10、家就出台了 一系列政策，以加强扶持纺织产品质量监督检测工作； 同时纺织部、 国家质检总 局多次组织全国性的质检人员培训班，宣传、学习国家新标准 , 使检测机构的人 员素质、检测仪器、设备处于较高水平，基本能满足行业整体发展的要求 , 为纺 织品检测行业的发展打下了基础。 但其后的相当长的一段时期内， 纺织业出现滑 坡。因行业不景气，很多检测机构因资金困难而面临倒闭。 20 世纪末，纺织工 业经济回升，出口增加 , 新产品开发步入良性循环，质检机构借此时机配备、更 新了许多新型的检测仪器，以满足企业新产品及市场发展的需要 ; 同时，国外检 测机构纷纷登陆国内市场。 纺织品成分的检测对于确定纺织品
11、的质量是一个主要 的因素, 如何快速、准确测定其成分含量就具有重要的意义。传统的纺织品棉含量的检测标准主要是化学方法，其国家标准 (GB/T2910-1997)比较繁琐。各种标准中很多的共通特性为原理简单，结果比较 准确。但是很多方法测试周期长 , 有的甚至需要一两天才能得到数据结果，而且 测试步骤复杂繁琐， 它首先要经过复杂的预处理， 剪成细条、烘干、冷却、称重， 然后选择不同的试剂进行测量 , 再进行烘干、冷却、称重，最后通过计算得到结 果。而且要求操作人员有娴熟的技术， 测量的结果也很有可能因人而异， 难以达 到统一的标准。不宜大批量的分析，也不适用在线检测。近年来，各种新的检测 方式层
12、出不穷，这些检测方式周期短，操作方便 , 且其中的很多都拥有较高的检 测精度。1。 3 本课题的研究目的和意义随着我国服装业的发展 , 纺织品的质量检测越来越受到人们的重视 . 面料成 分鉴别是纺织品质量检测的重要内容， 传统的理化检测不仅分析过程复杂， 它首 先要经过复杂的预处理，剪成细条、烘干、冷却、称重 , 然后选择不同的试剂进 行测量，再进行烘干、冷却、称重，最后通过计算得到结果。使用该方法费时费 力，有污染，测量的结果也很有可能因人而异，难以达到统一的标准。而且受人 为因素影响 , 需要有经验的工作人员操作。近红外光谱技术是根据被测样品的近红外光谱特征得到其成分及含量， 其分 析效率
13、高、速度快、成本低、非破坏性和易于在线分析等。且样品无需预处理 , 不需要化学试剂，安全环保 ; 可同时测量样品内的不同成分；适用于固态、颗粒 状、粉末状以及液态等各种样品，已广泛应用于牛奶、烟草、茶叶等农产品分析 和石油分析领域 ,并取得了较好的吸收特征，纺织纤维中含有大量的有机分子， 因此用近红外光谱技术也可对纺织品进行检测。本研究目的是采用近红外光谱分析技术， 通过对纺织品中棉麻含量的快速检 测的研究，创建一种快速、无损、有效地检测纺织品中棉麻含量的方法 , 通过模 型的优化提高预测精度， 为以后对纺织品中各种成分进行快速、 无损检测提供一 些可靠的依据。1。4 本论文研究内容本课题主要
14、是利用近红外光谱技术定量分析纺织品中的棉含量 , 实现纺织品 棉含量的简单、快速、非破坏性检测。研究工作主要包括以下几方面：(1) 收集含棉量不同的纺织品样品 ,用布鲁克 TENSOR37 型傅立叶近红外光 谱仪采集样品的光谱数据。(2) 使用了标准正态变量( standard normal variate， SNV) 变换与小波变换 (wavelet tran sform,WT)对样品近红外光谱进行了预处理。(3) 划分校正集和预测集 .(4) 使用偏最小二乘法建模。#第二章 近红外光谱分析技术概述在现代工业生产中， 质量保证和质量控制问题越来越受到人们的重视。 在企 业内部建立完善的质量保
15、证和质量控制体系， 不但可以降低生产成本、 保证产品 质量,而且可以节约资源、减少环境污染、保护环境、实现企业的可持续发展。 近红外分析技术具有快速、 简便等优点， 而且可以实现现场遥控又不破坏样品和 干扰生产过程，所以，在工业现场控制中很快就得到了广泛的应用 .2.1 近红外光谱分析技术简介近红外光（near infrared , NIR）是介于可见光（VIS）和中红外光（MIR 或IR） 之间的 电磁波。美国材料检测协会（ASTM）将近红外光谱区定义为 波长 7802526nm 的光谱区 （波数为 128203959cm- 1）。近红外光谱分析技术是指利 用近红外光谱区包含的物质信息 ,主
16、要用于有机物质定性和定量分析的一种分析 技术。近红外光谱分析技术兼备了可见区光谱分析信号容易获取与近红外区光谱 分析信息量丰富的两方面的优点， 加上该谱区自身具有的谱带重叠、 吸收强度较 低、需要依靠化学计量学方法提取信息等特点， 使近红外光谱分析成为一种新型 的分析技术。2。1.1 近红外光谱分析技术的发展回顾从 20 世纪 50年代起，近红外光谱技术就在农副产品分析中得到广泛应用， 但是由于技术上的原因， 在随后的 20 多年中进展不大。 进入 20世纪 80年代后， 随着计算机技术的迅速发展 ,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背 景干扰方面取得的良好效果， 加之近红外光谱在测试技术上所独有的特点， 人们 对近红外光谱技术的价值有了进一步的了解 ,从而进行了广泛的研究。数字化光 谱仪器与化学计量学方法的结合标志着现代近红外光谱技术的形成。 数字化近红 外光谱技术在 20世纪 90年代初开
