研究目的
开发一种利用激光诱导击穿光谱(LIBS)和混沌参数对蜂蜜进行植物来源分类并检测大米糖浆掺假的工具。
研究成果
激光诱导击穿光谱(LIBS)与混沌参数的结合能有效按植物来源对蜂蜜进行分类,并能检测出低至2%浓度的米浆掺假。该方法在蜂蜜行业的质量控制和欺诈检测方面显示出应用前景。
研究不足
该研究的局限性在于蜂蜜样品的复杂性,以及需要复杂的数据分析技术来检测低浓度的掺假物质。随着掺假浓度的降低,分类的准确性也随之下降。
1:实验设计与方法选择
该研究采用激光诱导击穿光谱(LIBS)对蜂蜜样品进行元素分析,并结合混沌参数进行数据分析。方法学包括使用随机森林(RF)进行特征选择,以及k近邻算法(kNN)进行分类。
2:样品选择与数据来源
分析了六种不同植物来源的欧洲蜂蜜及掺有大米糖浆的样品。每个样品均采集了LIBS发射光谱。
3:实验设备与材料清单
使用了纳秒激光器(Continuum Surelite II)、延迟发生器(型号DG-535,斯坦福研究系统公司)、高分辨率光谱仪(BRC115P-V,Bwtek)以及光纤(Bwtek)。
4:实验流程与操作步骤
通过LIBS对每个蜂蜜样品的13个位点进行分析,每处测量重复三次。利用NIST LIBS数据库对LIBS光谱进行元素鉴定。
5:数据分析方法
数据分析包括使用随机森林(RF)进行特征选择、计算混沌参数,以及采用k近邻算法(kNN)进行分类。统计分析使用MATLAB 2018a和Statgraphics Centurion XVIII软件完成。
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Power meter
AN/2E
Ophir
Measuring laser energy
-
Micrometric platform
PT3
Thorlabs
Positioning samples for LIBS analysis
-
Delay generator
DG-535
Stanford Research Systems, Inc.
Controlling the timing between laser pulse and signal collection
-
Nd:YAG laser
Continuum Surelite II
Continuum
Generating laser pulses for LIBS analysis
-
Fused silica plano-convex lens
Thorlabs
Focusing the laser beam
-
Optical fiber
Bifurcated UV-VIS optical fiber
Bwtek
Transporting light generated by plasma
-
CCD spectrometers
BRC115P-V
Bwtek
Collecting and analyzing light spectra
-
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