近红外光谱在纸张老化识别中的应用研究开题报告

 2021-08-08 14:14:25

1. 研究目的与意义

纸张随着时间及保存条件的变化会产生老化、变质。纸张老化可以通过多种分析方法进行检测,通过对纸张老化的检测识别,可以用于纸张、书画鉴定,这就为推断文物纸张的年代提供了一定的理论依据。近红外光谱法因其能快速、无损检测,可以不需对样品进行预处理,适合过程控制中的在线分析。本研究针对几种老化实验后得到的近红外光谱数据进行处理,分析其光谱特征,建立纸张老化定性判别分类模型,并判断其识别效果。研究可为快速、准确识别不同老化程度纸张种类提供了一种新思路新方法。

2. 国内外研究现状分析

目前,近红外光谱在农业、食品、石油化工等领域应用较多,并且发展得较为成熟。近红外光谱分析技术在制浆造纸领域中的应用,主要是研究纸浆的卡伯值以及纸浆原料的分类。其在纸张老化的检测识别方面,国内外理论上已有研究,但研究的专家学者并不多,而且应用的范围并不广泛。

3. 研究的基本内容与计划

1.研究内容:

明白纸张老化的原因,了解近红外光谱(nearinfraredspectroscopy,nir)的原理、特点及应用。近红外光谱分析是指利用近红外谱区包含的物质信息,主要用于有机物质定性和定量分析的一种分析技术。本研究针对几种老化实验后得到的近红外光谱数据进行处理,利用已有的近红外数据处理软件,对不同纸张的近红外光谱进行处理。分析其光谱特性,建立纸张老化定性判别分类模型,判断其识别效果。另外,了解模式识别的一般概念、基本步骤及常用方法,掌握近红外光谱分析中的一般数据预处理技术以及定量分析的建模技术。通过化学计量方法,运用统计学知识,建立相关的数学模型。

2.研究计划:

(1)2月25日3月10日:准备阶段。通过查阅相关的文献资料和书籍,了解关于本课题国内外的研究情况,根据已有的几种老化实验后得到的近红外光谱数据,以及已有的近红外数据处理软件,确定本课题研究的技术方案。

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4. 研究创新点

传统的纸张老化检验方法有:电镜法和pH计测定法。这两种方法都必须先对老化的纸张样品进行预处理,分析费事、费力,难以进行现场分析或在线分析。近红外光谱分析法(NIR)可以不需对样品进行任何化学或物理的预处理,分析速度快,可以实现瞬间、无损检测,因此特别适合于过程分析。品质分析从实验室的湿化学分析发展到近红外无损分析,使分析效率提高了一个到几个数量分析级。目前,研究使用近红外光谱分析方法检测识别纸张老化的专家学者并不多,而且应用的范围并不广泛。

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