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紫外可见分光光度计不确定度评定中关于滤光片不确定度的选择
时间:2018-10-09 点击次数:625

简述在校准紫外可见分光光度计时使用标准滤光片,当使用的标准滤光片校准证书给定的不确定度为范围时,怎样更为合适的进行不确定度值的选择。

一、概述

分光光度计是一类重要的分析仪器,广泛应用于化工、冶金、医药、食品、环境检测等行业。为了保证分光光度计测量的准确性,需要对分光光度计的波长和透射比进行校准。根据 JJG 178-2007《紫外可见近红外分光光度计检定规程》,可用于分光光度计波长校准的标准器有汞灯、干涉滤光片、吸收型波长滤光片(氧化钬滤光片、镨钕滤光片、镨铒滤光片)、1,2,4- 三氯苯(分析纯)和氧化钬溶液。其中吸收型波长滤光片(氧化钬滤光片、镨钕滤光片、镨铒滤光片)由于具备方便携带和使用、其光谱吸收比与波长的设置无关、不受杂散光的影响、量值稳定,随时间、温湿度等环境的变化可以忽略等优势,应用为广泛。

二、分光光度计波长示值误差的不确定度评定

在分光光度计波长示值误差校准不确定度评定中,根据测量模型对波长示值误差测量结果的不确定来源分析主要有:①由计量标准器引入的测量不确定度分量;②测量方法的不确定度;③环境条件的影响;④人员校准操作的影响;⑤被校准仪器的重复性。由于采用直接比较法进行校准,测量方法的不确定可以不予考虑。在规程规定的环境条件下进行校准,环境条件的影响较小,可忽略。人员校准操作的影响,读数和被校仪器的随机变动影响体现在测量重复性中。因此,紫外可见近红外分光光度计波长准确度校准结果的不确定度主要来源有计量标准量值的不确定度和仪器测量重复性的不确定度两项。由于分光光度计这类仪器测量重复性较好,所以校准结果的不确定度大来源就是由标准器引入的不确定度。

三、标准滤光片不确定度的选择

购买的标准滤光片全部送中国计量科学研究院校准,由中国计量科学研究院所出证书对其校准结果的不确定度描述为:

U=0.1 nm~0.4 nm k=2(380 nm-780 nm,随吸收峰的形状和位置而定)

U=0.2 nm~0.5 nm k=2(200 nm-380 nm,780 nm-2000 nm

随吸收峰的形状和位置而定)对吸收峰波长的不确定度进行判定。以本送校的氧化钬滤光片、镨钕滤光片为例。当前,采用 DBN 的分类方法的主要步骤是:
一,数据的预先处理;

二,图像特征的计算与构建;

三,样本及参数的选取;

四,基于 DBN 的分类及评定。
(一)RBM 的参数设置

RBM 的参数由训练参数和隐含节点数两部分组成 。 RBM 的训练参数主要由 e(学习率),权重等几个主要的部分组成,当学习率的数值设置较大时,算法的收敛速度就会随之增大,与此同时,也会增加系统的不稳定性,反之,则会降低算法的收敛速度,但系统不稳定的情况可以得到很好的解决。通常情况下,为了保持系统的稳定状态,会设置较小的学习率。除此之外,为了保证训练的效率,充分利用这种运算方式的优势,会将样本进行个体的划分,进行逐个的训练。

系统也时常会通过计算 RBM 的重构误差来对节点数进行选择。重构误差将通过训练所获取的参数,作为初始值(即初始状态),根据采样后获取的数值与原数据之间的差异来进行评估,这也就是所谓的 RBM 的重构误差。重构误差可以在一定程度上对数据的似然度进行反应,但这种数据并不是可靠的。从另一方面说,相对于重构误差的不可靠性,选择这种方法的原因则是因为其方法的简单与,注重它的时效性 。

(二)DBN 网络深度

在实际的运用过程中,DBN 网络深度取得了更为明显的分类效果,采用越高的网络深度,就可以获得更抽象的特征表示以及分类性能,但是随着层数的不断增多,训练的耗时也不断增多,其效率也在随之不断降低,网络泛化性能也出现了些许的波动情况。网络深度的合适往往会与具体的应用和数据挂钩,理应根据不同的网络深度,通过实验的方法,来确定终的网络深度。

总结:随着生活水平的不断提高,遥感影像即遥感技术在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,但在这门科学技术的提升过程中也出现了很多的问题。本文主要结合基于深度学习的各种方法,对遥感影像的分类进行了研究与分析,希望能够对此类学科的发展提供理论帮助。

容易发现,对于Ⅰ级的分光光度计,这样的不确定度实在是太大了,没法使用。

虽然对波长进行校准时,紫外可见光部分还可以选取汞灯及氧化钬溶液作为标准器,但是有些设备需要拆机才能加光源,而使用氧化钬溶液也需要清洗吸收池等,会大大加大校准操作难度。

为了合理简化校准操作,节省客户时间,防止损坏客户设备。需要对滤光片吸收峰值对应的不确定度进行合适选值。根据中国计量科学研究院所出证书对其校准结果的不确定度为:

U=0.1 nm~0.4 nm k=2(380 nm-780 nm,随吸收峰的形状和位置而定)

U=0.2 nm~0.5 nm k=2(200 nm-380 nm,780 nm-2000 nm随吸收峰的形状和位置而定)

从校准波长的目的出发,要求吸收型波长标准滤光片能提供一个陡峭的、尖锐的光谱吸收峰。由于我们并没有滤光片的光谱图,如果每个波长都要出具具体的不确定度,需要重新送校,每个点单独校准,费用太高。怎样根据已有的信息对标准吸收峰波长进行判定。根据证书不确定度描述,不确定度的具体值随吸收峰的形状和位置而定,结合证书校准结果,发现结果中给出了相对峰高、相对峰高 ×100%/ 光谱带宽、吸收峰对称性 / 相对峰高 ×100% 的值。

 

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