Near-Infrared Spectroscopy of Solids: Chemometrics and Signal Processing

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark T80

Authors

Date

2009

Department

Teknillisen fysiikan laitos

Major/Subject

Informaatiotekniikka

Mcode

T-115

Degree programme

Language

en

Pages

62

Series

Abstract

Kiinteitä aineita voidaan analysoida kajoamattomasti diffuusissa heijastusmittauksessa lähi-infrapunaspektroskopiaa (NIR) käyttäen. Näytteiden väliset fyysiset erot esimerkiksi pakkaustiheydessä ja partikkelikokojakaumassa voivat kuitenkin aiheuttaa mitattuihin spektrisignaaleihin epälineaarisuuksia, jotka vaikeuttavat kemiallisen tiedon louhintaa mittausdatasta. Lineaaristen kalibraatiomallien herkkyyttä fysikaalisperäisille häiriöille voidaan vähentää esikäsittelemällä mitatut spektrit häiriöt mallintavilla menetelmillä kuten EMSC ja OPLEC. Tässä työssä toteutetaan joustava algoritmi EMS-menetelmässä käytettävän spektrimallin optimoimiseksi siten, että esikäsittelyn jälkeen rakennetun lineaarisen kalibraatiomallin ristikkäisvalidointivirhe minimoituu. Menetelmän suorituskykyä verrataan muihin esikäsittelymenetelmiin käyttäen laboratorio-olosuhteissa mitattujen kolmikomponenttijauheseosten spektridataa. Sokean lähteiden erottelun (BSS) menetelmien, jotka yrittävät ratkaista puhtaiden kemiallisten aineiden spektrit ja konsentraatioprofiilit mitatuista seosten spektreistä, soveltaminen kiinteiden aineiden NIR-signaaleihin on hankalaa fysikaalisperäisten häiriöiden takia. Tässä työssä käsitellään kyseisen sovelluskentän haasteita yksityiskohtaisesti, ja työssä esitellään kolmivaiheinen NIR-spektrien esikäsittelymenetelminä, jonka tarkoituksena on parantaa BSS-menetelmien erotuskykyä. Menetelmää testataan ja BSS-menetelmien havainnollistamiskykyä esitellään käyttäen sekä laboratoriossa, että leijupetirakeistusprosessin aikana mitattua dataa.

Description

Supervisor

Simula, Olli

Thesis advisor

Teppola, Pekka
Corona, Francesco

Keywords

near-infrated spectroscopy, lähi-infrapunaspektroskopia, multivariate calibration, monimuuttujakalibraatio, blind source separation, sokea lähteiden erottelu

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120555551

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK