[发明专利]近红外漫反射光谱测定水泥生料氧化物成分含量的方法

权利要求书

1.一种近红外漫反射光谱测定水泥生料氧化物成分含量的方法，其特征是：包括以下步骤：

(一)、利用X射线荧光法测定全部水泥生料的主要氧化物成分含量，具体过程包括：（a）对粉末状水泥生料样品进行深度研磨；（b）取步骤(a)得到的水泥生料样品放入模具中压制成饼状；（c）将步骤(b)中压制好的饼状样品放入X射线荧光分析仪，测量水泥生料样品中主要氧化物成分含量，将得到的含量作为标准样品；

(二)、将全部水泥生料样品分为校正集和验证集，采用傅里叶近红外光谱仪分别获得其近红外漫反射光谱，确定样品各成分与近红外漫反射光谱的关系；

其中，采用傅里叶近红外光谱仪获得验证集和校正集的近红外漫反射光谱的过程包括，将相应的水泥生料样品放入窗片上，用压模压实,将窗片置于傅里叶近红外光谱仪的漫反射套件上，使用傅里叶近红外光谱仪采集水泥生料样品的近红外漫反射光谱；每个样品重复装样扫描N次，N大于2，取N次的平均光谱为所得光谱数据，谱区范围10000-4000cm^-1，分辨率4cm^-1；

(三)、对水泥生料近红外漫反射光谱进行平滑处理，采用协同间隔偏最小二乘法对近红外漫反射光谱进行波长选择，进而建立校正模型，具体包括以下步骤：

(a)利用Savitzky-Golay平滑预处理方法处理水泥生料近红外漫反射光谱；

(b)将水泥生料近红外漫反射光谱的谱区平均分成多份，选用其中交叉验证均方根最小的若干份建立协同间隔偏最小二乘模型；

在采用协同间隔偏最小二乘法进行建模时，若主因子数过少，会丢失有用光谱信息，若主因子数过多，会出现过拟合现象，通过交叉验证均方根误差RMSECV来选择最优的主因子数，最终确定CaO的主因子数为9，SiO₂的主因子数为8，Fe₂O₃的主因子数为8，Al₂O₃的主因子数为9；CaO的谱区范围为10000-9400cm^-1、9400-8800cm^-1和4600-4000cm^-1，SiO₂的谱区范围为9400- 9200cm^-1、7000-6800cm^-1和4400-4200cm^-1，Fe₂O₃的谱区范围为8200- 7600cm^-1、6400-5800cm^-1和4600-4000cm^-1，Al₂O₃的谱区范围为8800-8600cm^-1、4600-4400cm^-1和4400-4200cm^-1；

(四)、使用验证集样品对校正模型进行外部验证，通过校正集相关系数、交叉验证均方根误差、验证集相关系数和预测均方根误差综合判断模型性能，分析预测值与真实值之间的相关性，具体包括以下步骤：

利用协同间隔偏最小二乘法对校正集的样品光谱数据建立校正集预测模型，获得校正集相关系数和交叉验证均方根误差；

利用校正集预测模型对验证集样品光谱进行预测，获得验证集相关系数和预测均方根误差；

模型的预测值与真实值之间存在线性关系；

(五)、判断模型预测效果是否满足要求，若满足，则利用校正模型测定待测水泥生料的主要氧化物成分，不满足则修正模型参数，重新验证，直到满足要求。

2.如权利要求1所述的一种近红外漫反射光谱测定水泥生料氧化物成分含量的方法，其特征是：校正集的样品数目大于等于验证集的样品数目。