[发明专利]中药配方颗粒混合过程终点在线监控方法

权利要求书

1.一种中药配方颗粒混合过程终点在线监控方法，包括如下步骤：

S1：将中药提取物粉末与辅料在混合设备中进行混合，实时在线采集混合过程中的样本的近红外光谱数据，以获得原始近红外光谱数据，将原始近红外光谱数据采用化学计量学方法进行实时预处理，得到预处理后的近红外光谱数据；包括如下具体步骤：

S101：在h时刻，将采集并存储的所有样本的近红外光谱数据组合成矩阵G作为所述的原始近红外光谱数据，所述矩阵G的大小为m×n，m为矩阵G中样本的个数，n为光谱变量数；

S102：采用化学计量学方法对矩阵G进行预处理，得到矩阵X作为所述的预处理后的近红外光谱数据，所述矩阵X的大小为m×n，其中m为矩阵X中样本的个数，n为光谱变量数；

S103：在h+z时刻，重复步骤S101和S102；其中，z为自然数；

S2：在所述的预处理后的近红外光谱数据上建立两个同时移动的矩阵，针对其中一个矩阵建立主成分分析模型，并建立控制限；对另一个矩阵进行监控，并统计所述另一个矩阵中超出所述控制限的样本数量；包括如下具体步骤：

S201：在所述矩阵X上建立两个同时移动的矩阵，分别为矩阵A和矩阵B，二者间隔int个样本；矩阵A的大小为w₁×n，矩阵B的大小为w₂×n，其中，w₁为矩阵A中样本的个数，w₂为矩阵B中样本的个数，n为光谱变量数，int≥0，且m≥(w₁+w₂+int)；

S202：对矩阵B建立主成分分析模型：

B＝TP^T+E (1)

式(1)中，矩阵T为得分矩阵，矩阵P为载荷矩阵，矩阵E为残差矩阵；其中，矩阵T的大小为w₂×k，矩阵P的大小为n×k，矩阵E的大小为w₂×n，k表示主成分数；

在所述主成分分析模型基础上建立控制限D_crit：

式(2)中，为在自由度k和(w₂-k)下的F分布临界值，α为检验水平；

S203：将矩阵A中的样本的近红外光谱数据按照载荷矩阵P的方向投影在矩阵B内，并计算矩阵A的得分矩阵T_new：

T_new＝ΑP (3)

式(3)中，T_new的大小为w₁×k；

S204：分别计算矩阵A中每一个样本的d_i值，i取1,2,…,w₁，所述的d_i值可通过式(4)或式(5)进行计算：

d_i＝t_iΛ^-1t_i^T (4)

式(4)中，向量t_i表示矩阵T_new中样本i的得分向量，Λ为由前k个主成分所对应的特征值组成的对角矩阵，其中，t_i的大小为1×k，Λ的大小为k×k；

d_i＝(t_i-mu)S^-1(t_i-mu)^T (5)

式(5)中，mu为矩阵B的均值向量，S为矩阵B的协方差矩阵；

将所述d_i值和控制限D_crit进行比较，并统计矩阵A中超过控制限D_crit的样本个数；

S3：在迟滞时间内，将所述另一个矩阵中超出所述控制限的样本数量为零时的状态作为中药配方颗粒混合过程的终点；其中，所述的迟滞时间为步骤S2中所述的两个同时移动的矩阵的任一个的样本采集周期的1～10倍。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述化学计量学方法选自多元散射校正、标准正则变换、求导或均值标准化中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，采集中药配方颗粒混合过程中的样本的近红外光谱数据的波数范围为7500cm^-1～5500cm^-1。