專利名稱：一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法
技術領域：
本發明屬于太赫茲無損檢測領域，涉及一種農藥鑒別方法，尤其是一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法。
背景技術：
太赫茲(THz)波是指頻率在0. I 10 THz范圍內的電磁波(I THz = IO12 Hz)。THz光譜包含著豐富的物理和化學信息，可以對大量有機分子進行THz波光譜響應、動力學特性以及分子構型、構象進行分析研究和種類鑒別；太赫茲輻射的光子能量低，不會對被測物質產生有害電離，可以對物質進行無入侵無損檢測；太赫茲輻射對大量介電材料和固體材料具有良好的投射性。太赫茲波的一系列獨特性能，使得其成為近些年來快速發展起來的一項無損檢測技術。目前，常用的農藥檢測方法是色譜分析法，但是色譜分析法樣品的前處理復雜，無法實現在線檢測，對檢測條件要求高。一種快速、高效、可行性高的農藥鑒別方法迫不可待，目前，利用光譜技術進行農藥檢測成為研究熱點。紫外光譜僅與分子中的生色團和助色團有關，很難獨立于分子結構解析；拉曼光譜需要考慮熒光和激光至熱對分子結構造成的分解和破壞；紅外光譜是分子中基團原子間振動躍遷時吸收紅外光產生，因此紅外光譜可以鑒別不同化學基團的物質，但是結構相似的物質，卻很難區分。由于一般情況下同一類農藥分子具有相同的官能團和相似的分子結構，太赫茲光譜彌補上述光譜的缺陷，因此將太赫茲光譜技術應用于農藥檢測成為探索農藥檢測的新方法。盡管相對紫外-可見光譜、紅外光譜、拉曼光譜，太赫茲光譜具有一系列獨特性能和優勢，但是有關太赫茲光譜檢測應用還處于研究階段，有效的檢測方法和數據處理技術成為太赫茲光譜技術應用于未知物檢測領域有待突破的技術。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法。一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法，包括以下步驟
步驟一建立農藥樣品指紋譜庫借助化學理論模擬軟件，對農藥樣品分子進行晶體理論模擬分析，獲得樣品分子的太赫茲理論模擬吸收光譜，提取樣品理論模擬吸收光譜的特征吸收峰，建立樣品標準特征吸收峰指紋庫X = IX1--Xi--XJr ,石=[n.…Zj。其中為樣品標準特征吸收峰指紋庫中弟i種樣品，為樣品標準特征吸收峰指
紋庫中樣品種類數，為Xi樣品的特征吸收峰，/7為名樣品特征吸收峰總峰數；
步驟二 獲取未知待測樣品二階導數特征吸收峰借助太赫茲時域光譜裝置采集未知待測樣品太赫茲時域光譜，進而利用菲涅爾公式計算獲取未知待測樣品實驗吸收頻譜圖；進一步對未知待測樣品實驗吸收頻譜進行二階微分處理，獲得未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖，提取未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖的特征吸收峰7;
步驟三對未知待測樣品進行鑒別根據已建立的樣品標準特征吸收峰指紋庫I對未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖的特征吸收峰7進行最佳匹配篩選，進而對未知待測樣品進行鑒別。所述的對未知待測樣品實驗吸收頻譜進行二階微分處理，包括以下步驟
步驟①建立二階微分處理模型對未知待測樣品試驗吸收頻譜進行二階微分處理。二
階微分處理模型表示為
權利要求
1.一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一建立農藥樣品指紋譜庫借助化學理論模擬軟件，對農藥樣品分子進行晶體理論模擬分析，獲得樣品分子的太赫茲理論模擬吸收光譜，提取樣品理論模擬吸收光譜的特征吸收峰，建立樣品標準特征吸收峰指紋庫i = H-.IJr ,名=[A1 …xr. Xj， 其中為樣品標準特征吸收峰指紋庫中弟I種樣品，m為樣品標準特征吸收峰指紋庫中樣品種類數，\為七樣品的特征吸收峰，為牟樣品特征吸收峰總峰數； 步驟二 獲取未知待測樣品二階導數特征吸收峰借助太赫茲時域光譜裝置采集未知待測樣品太赫茲時域光譜，進而利用菲涅爾公式計算獲取未知待測樣品實驗吸收頻譜圖；進一步對未知待測樣品實驗吸收頻譜進行二階微分處理，獲得未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖，提取未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖的特征吸收峰7; 步驟三對未知待測樣品進行鑒別根據已建立的樣品標準特征吸收峰指紋庫I對未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖的特征吸收峰7進行最佳匹配篩選，進而對未知待測樣品進行鑒別。
2.根據權利要求I所述的一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法，其特征在于所述的對未知待測樣品實驗吸收頻譜進行二階微分處理，包括以下步驟， 步驟①建立二階微分處理模型對未知待測樣品試驗吸收頻譜進行二階微分處理；二階微分處理模型表示為 dwA 公式中/ >)為未知待測樣品實驗吸收頻譜的吸收強度，w為未知待測樣品實驗吸收頻譜的頻率； 步驟②提取未知待測樣品二階導數頻譜圖的特征吸收峰Y，7 =[乃_-'凡一乃]; 其中) 為未知待測樣品的特征吸收峰，I為未知待測樣品7的特征吸收峰總峰數。
3.根據權利要求I所述的一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法，其特征在于所述的最佳匹配篩選法包括以下步驟， 步驟①根據已建立的樣品標準特征吸收峰指紋庫X =…總f ,名，對于未知待測樣品特征吸收峰庫Z =[乃一九…乃]中的Ti進行歸屬判另IJ，利用最短距離模型 l>i-xjl<G J=I --. n, k=l ... I 其中e為允許誤差，初值取0.1，若&與&滿足最短距離模型關系，則ei-0.01，不斷減小e的值進行最佳歸屬，若Ti與&不滿足最短距離模型關系，則篩除Ti ; 利用最短距離模型，根據特征吸收峰指紋庫X = [Z1…JTi…JTh f中的每個尤，對未知待測樣品特征吸收峰庫F =Ljv jv乃]進行最佳歸屬；上述步驟最佳歸屬后名+& %]，即、歸屬到&，其中&為樣品標準特征吸收峰指紋庫Ii中可歸屬的特征吸收峰\為未知待測樣品特征吸收峰庫7中可歸屬的特征吸收峰，5為特征吸收峰總數； 步驟②然后歐氏距離的均方根，對樣品標準特征吸收峰指紋庫]和未 知待測樣品特征吸收峰庫F=[yr_%…yJ，進行特征吸收峰歸屬相似度測度，取A最短的樣品標準特征吸收峰指紋庫名，即為未知待測樣品種類；—sg = l-s 公式中，A為樣品標準特征吸收峰指紋庫名中可被歸屬的特征吸收峰\為未知待測樣品特征吸收峰庫7中可歸屬的特征吸收峰，5為特征吸收峰總數；若有多個相同4，則取5最大的樣品標準特征吸收峰指紋庫名，即為未知待測樣品種類。
全文摘要
本發明公開了一種基于太赫茲理論模擬光譜的農藥鑒別方法，本發明從理論模擬分光譜分析角度獲取農藥樣品吸收頻譜圖，建立樣品標準特征吸收峰指紋庫X；借助太赫茲時域光譜裝置采集未知待測樣品太赫茲時域光譜，進而利用菲涅爾公式計算獲取未知待測樣品實驗吸收頻譜圖，進一步對未知待測樣品實驗吸收頻譜進行二階微分處理，獲得未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖，提取未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖的特征吸收峰Y；根據已建立的樣品標準特征吸收峰指紋庫X，對未知待測樣品二階導數吸收頻譜圖的特征吸收峰Y進行最佳匹配篩選，進而對未知待測樣品進行鑒別。本發明降低了數據處理的難度和復雜度，建立農藥樣品指紋庫，提高了鑒別效率和準確性。
文檔編號G01N21/31GK102749297SQ201210236840
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者李蘭玉, 王強, 馬冶浩 申請人:中國計量學院