一种基于太赫兹光谱的混合物定量分析方法

摘要

本发明涉及一种基于太赫兹光谱的混合物定量分析方法，属于太赫兹光谱应用技术领域。本发明根据混合物的太赫兹吸收谱包含散射效应构建适应度函数；随机生成一个大小为N的初始种群，以所构建的适应度函数计算初始种群中各个个体的适应度；对上述种群进行遗传操作得到子代种群，以适应度函数对其作出评价；以设定的收敛条件作为遗传操作的终止条件，挑选出具有最大适应度值的个体作为混合物各组分浓度的最优解。本发明在构造适应度函数时，充分考虑散射效应造成的影响，从而显著提高了定量分析的精度，取得了良好的应用效果。同时通过定量分析实验进行了验证，本发明能够实现对混合物浓度的精确定量分析。

主权项

一种基于太赫兹光谱的混合物定量分析方法，其特征在于，该分析方法包括以下步骤：1)根据混合物样品的太赫兹吸收谱构建适应度函数；2)随机生成一个大小为N的初始种群，以所构建的适应度函数计算初始种群中各个个体的适应度；3)对上述种群进行遗传操作得到若干代子代种群，以适应度函数对其作出评价；4)以设定的收敛条件作为遗传操作的终止条件，挑选出具有最大适应度值的个体作为混合物各组分浓度的最优解；所述步骤1)中构建的适应度函数为：$F\left(i\right)=\frac{L}{\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}|{\alpha }_{mix\_ex}\left({\omega }_i\right)-(\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{c}_J·{\alpha }_j({\omega }_i)-k·{\alpha }_{pe}({\omega }_i\left)\right)|}$其中L为吸收谱中包含的数据点的长度，M是混合物样品中不同种类组分的个数，α_{mix_ex}(ω_i)为混合物样品在第i个数据点的吸收系数，C_J为混合物样品中第J类组分的浓度，α_j(ω_i)为混合物样品中第j类组分在第i个数据点的吸收系数，k是一个与散射相关的无量纲的系数，α_pe是聚乙烯的平均吸收系数，ω是频率；每一个个体遗传到下一代的个数num为：$num\left(i\right)=\frac{F\left(i\right)}{\underset{i=1}{\overset{Size}{\Sigma }}F\left(i\right)}·Size$其中num是每一个个体遗传到下一代种群中的个数，Size是种群的大小，F是个体的适应度值；所述num向下取整，将其和计为n1，计算n1与Size的差值，计为n2；将num的小数部分剥离出来并按照从大到小排列，取前n2个，将其对应个体的num分别加1，从而产生一个大小不变的新种群。