第32 卷

    2004 年9 月

    分析化学(FENXI HUAXUE) 研究简报

    Chinese Journal of Analytical Chemistry

    第9 期

    1227～1230

    紫外光谱水质分析仪中的支持向量机方法

    杜树新

    3

    武晓莉 吴铁军

    (浙江大学工业控制技术国家重点实验室, 浙江大学智能系统与决策研究所,杭州320027)

    摘 要 紫外光谱水质分析仪的一个关键技术是如何建立紫外光谱数据与有机污染物浓度之间的数学模

    型,以及提高模型的外推能力。本研究基于统计学习理论的支持向量机方法,提出了有机污染物浓度与紫外

    光谱数据的建模方法。该方法具有较强的推广能力和全局最优的特点,得到的数学模型的预测能力明显改

    善,从而提高了紫外光谱水质分析仪的测量精度。实验表明:该方法优越于目前在紫外光谱水质分析仪中常

    规采用的偏最小二乘算法。

    关键词 水质分析仪,支持向量机,紫外光谱

    2003207221 收稿;2004204219 接受

    本文系国家863 项目资助(No. 2002AA412010)

    1 引 言

    有机污染物浓度如化学耗氧量(COD) 、生物耗氧量(BOD) 及总有机碳(TOC) 等的在线检测,是地表

    水和重点污染源监测的主要依据。因此,有机污染物在线分析仪的研制近年来得到了广泛的重视。在

    线分析仪的测量原理基本上分两类: (1) 基于化学方法的在线水质分析仪。这种分析仪是将人工分析、化验过程加以自动化,以实现水质参数的自动测量; (2) 基于紫外光谱分析方法的在线水质分析仪。这

    种分析仪是根据水样紫外吸收光谱与有机污染物浓度参数之间的相关性,通过测量水样的吸收光谱数

    据间接计算水质参数。尽管基于化学方法的在线分析仪在技术上比较成熟,应用也比较广泛,但也存在

    诸如结构复杂、可靠性差、测量周期长、存在二次污染以及运行费用高等问题; 而基于紫外光谱分析方

    法的在线水质分析仪,由于具有结构简单、实时响应快、无二次污染、维护量小等优点,得到了极大的关

    注和深入的研究1 ～3 。法国EFS 公司、AWA 公司和美国HACH 公司近几年相继推出了基于紫外光谱的

    在线水质分析仪OptiLIS、Uvpcx、OptiQuant 等。紫外光谱水质分析仪的关键技术在于数学模型的建立以 ......