TQAnalyst软件中文教程

TQAnalyst软件中文教程TQAnalyst光谱分析软件TQAnalyst就是一个通用的光谱分析软件，它可以为屮红外、近红外、远红外与拉

曼光谱分析的应用提供各种定性与定景分析工具。该软件除了包含各种算法工具外，还

能够为用户提供直观友好、容易使用的图形界面.以及广泛的在线帮助信息。使用TQAnalyst软件，您无需具有专家的经验与知识，因为软件的Explain帮助窗口

可以随吋为您提供任何必须的信息与帮助，其帮助文档还包含H■种方法的培训实例。另

外，软件随处可见的Suggest向导功能与PerformanceIndex(性能指数)还可以力您解答

如下问题：-哪种分析方法最适合您的马前应用?-需要准备多少标准样品?其浓度分布情况?-该选择哪段光进范围?-对于PLS法，如何选择土闵子数(Factors)?

-修正曲线对分析结果有改菩不?使用TQAnalyst使得方法的设计与建立史为程序化、史有目的性，而小就是依赖于

猜测。如果您在九参数的设置犹豫不定,TQAnalyst的向导可以帮您解决这些问题。TQAnalyst立足于最广大的用户，她致力于使得初学者与资深的分析家都能够得心

应手地使用她来进行方法开发与建立。其一环扣一环的窗口设计、整合的向导功能、随

处可得的在线帮助信息以及人工智能的工具,最大限度的简化分析任务，确保用最少的工

作量来建立高质量的分析方法。在TQAnalyst的所有窗门中,首先列在前面的就是最简单的算法与技术，而且在接下

来的窗门中只会显示与前面窗门选择的方法相关的信息，这样，初学者在方法建立的各个

步骤中不会披一大堆的选项所迷惑，而有经验的分析家又能够即吋的使川各项高级功

能。TQAnalyst的帮助菜单中还包含下列帮助工具：TQAnalyston-linetour-TOAnalyst主要功能快速演示\TQAnalystexamplemethods•定星、定性方法实例演示。TQAnalyst软件中文教程第一节TQAnalyst基本设置与常用功能介绍菜单拦/E：具栏性能指数显示状态指示条打开TQAnalyst软

件.其界面如图33_DieTTifDfCabtafcQaarltj|Eqi仙IMac

Tff6U»4>»10irpe广5«<ieBetiSk*

rCbnc4h9><eo>9Wt|CL$|

痄FMteiieetit^wM(FLS)rr[ifilweWh广DGCtiro«i»<«曾广QCMeaMiiCMM对TQAnalyst进行

自定义设置：从Edit菜单下而打开Option窗口其中有三组选项：TQ选项组:利f该选项设定TQ的默认设罝，控制某些帮助与提示信息的

Diagnostic!诊断）选项组:该组可以选择Performancelndex（性能指数）的

汁算方法，以及控制就是否显示图例。其中PerformanceIndex

有两种计算方法供选择，一种就是%Difference（相对残差与）,

最大值就是100.越接近100越好;一种就是RMSE（均方差）,

最小值就是0,越接近0越好。II•算方法分别如下：TQAnalyst软件中文教程actual-calculated%Diffeience= xlOOexpectedGeneral（常规）选项组:该选项组可定义文件的保存、显示、打

印、安全等常规信息。TQAnalyst帮助功能与帮助信息1.Help菜单:类別信息TQAnalystHelpTopics主题帮助列出了名■项主体栩助信息，也包含检索功能、关键词索引功能TQAnalystTour快速演示怏速演示TQAnalyst的土要功能ExampleMethods实例演示TQ定量方法.分类方法、光访测量简单实例演示TechnicalSupport技术支持如何获得Nicolet公司的技术支持AboutTQAnalyst关于TQ显示当前TQAnalyst软件版本号主题帮助窗II:TQAnalyst软件中文教程>1UAnalystHelprones打ep(nDrformancoindexidenticalComponentPIThiscclumnshowstheccmpcnentpeifQnn^nQg.h.jgSfathe methedxvheritheAmeasureofInwaccumel^acalibratedmethodcanquarijfy.orcla.ssittthe^J.ciatjfia.standards.TQAnalystprovidestwoalgorithmsfacalculatingtheperformanceindexfor

quajjlilalwemeihads:.%D.i.Ter?nt.e(deiauJ)andRMSE.Hiea/firaje.Jisarce.xsiic.algotiihTiisusedtocalculatethepeifoirnanceindexfuidi5cnrnhaHl.analysismethods.Thep©呼ormsnesincGxisseatedaccordingtotheansJysie.irniUcfe-medforeachcompcnGmintheme:hodIfnovalidationstsndarctearasoecified,theperormanceindaxrgGdojtswillbe

blankWhatdoesComponentPIdo?ThePerformanceIndexAlgorithmparameter(seeOptionscommand,Dhgroslictab)

dsterminestheformatfcrlhepetlomancevaluesIfthePetformonceIndexAlgcrrtbmisset

to.'.^..Diffennce/theperformanceindices相11rangebetABen0end10]Thehigherthe

potformancBindox,1hocloserthocalculatedconcontrati^nvalussaretothoQduavdu

IfthePerformsncaIndexAlgorithmisS9itoMPMSeb,MtherootrnGAnsquareerrorisreportad

Thecloser:heRMSEu©istozero,1hesmallerareth?citler^rcesbetv/GGntiec^IcuI^gc

Mncertrationiralue?andthPactualvaluerTQ土要功能演示与实例演示提供厂更为直观的帮助信息，按照窗口中的提示可以一步步的了解TQ中的芥项功能:GettingStartedwithTQAnalystRPTB按F1键或鼠标右键获得菜单的帮助信息：将光标移到菜单上某一个需要帮助的选项上，按F1键或点击鼠标右键，即会弹出关于该选项的扣关信息与解择。例如：TQAnalyst软件中文教程按Fl键或鼠标右键按Fl键或鼠标右键>>rQAAtlptKC47<pics NAAolrstKel>lenRF1E文幷疾箱⑥书签⑻^5^)帮助®助主S1>|

DiagnosticsMenu

Se«AJsoI打印i)<<PrincipalCompnnpntS|i»cfraUsethePrincipalComponentSpedracommandiniheDiajncsties

TiGrutostartthePrincipalConporemSpectisdiagnosticroutine.Thl^

diagnosticdisplaystheprincipalcornpcnenl forlhefolowingmethodtypes:■Allquamitaiiveirethcd$■DiscriminantAnalysis■Similaril/klatch■DistanceMarch□noprrclpilcompnentepecirumisincludodforeachpnncipal

componenttMisneededtodescribe99.9%spectralrafiatic<iin

thestandards.A1leastoneprincipalcDroponentsoectmmiocreatedforeachcorn^on^riiorthati«specifiednthdm^lhod(ora minirnunof10principaccmpcnenispectra)zJ3.使用Explain按钮获得窗门中各选项的帮助信息plain按钮Calibrate|Quantify|1ExplainIClose|PerformanceIndex:3选中需要获得帮助信思的选项，按Explain按钮,或先按Explain按钮，再鼠标点击需要获得帮

助信息的选项，即可得到相应的帮助信息。例如：帮助主题IX)I打印(?)I

WhatisMethodTitle?UsetheMethodTitletext.boxtoenteraonelinedescriptionof

yourrriethod.WhyuseMethodTitle?ThetitleisbasicallyanextendedfilenametohelpyouidentifythismethodafteryouVestoreditonadiskWhatdoesMethodTitledo?WhenyouselectafilenameintheTQAnalystOpen.Method.

触IfiS-UQZ：•hetitleoftheselectedmethodappearsalthe

bottomofthedialogbox.Themethodtitlecanalsobedisplayed

withtheanalysis.resultswhenyouusethemethodtoanalyzea

sample4.使用HowTo按钮获得帮助指南TQAnalyst软件中文教程HowTo按钮出现在下而三个窗口中，在这些窗口中，按HowTo按钮即可获得对应的帮助信Description♦Description01I界面:SuggestJPathlengthJComponer•光谱区域编辑窗n:-EditReqions♦修正方法编辑窗口:38M⑽ICoreciizuW03H15CM6241323272B420913W33)126-CcmpcrtrfIdlPTGFOu•noC賴t 950Chanqr?◦5、向导(Wizards)帮助TQ提供丫许多向异帮助功能以指异您完成各种建模任务.从参数的设罝到实验设计的毎一

个环节，使用TQ的向导功能，可以帮助您一步步地走向成功。下表给出了TQ中芥项向异功能的简要描述：位罝向导功能Description窗11SuggestAnalysisType推桴分析类型，定性或定星方法，与分析0的有关推泞光程类型，与采样技术有关，如液体样品透射分析时.采用的液体池往往就足光程一定的比色皿或阀呰，而在积分球漫反射时，III于样品颗粒尺寸、紧密度的影响，需要使用MSC或SNV等方法进行矫正Pathlength^Suggest PatlileugtliTypeComponentW「】*AssessFeasibilitv

•*测定样品光谘屮就足否包含有足够的能够与样品组成相关的光道信总(汗估方法就足否可

行)Standards窗口*SuggestStandardsEvaluateStandaids推泞需要准谷的标准样品的化学组成分布评估所准备的标准样品就足否满足要求，以及TQAnalyst软件中文教程就是否需要增加标准样品Regions窗11SuggestRegions为分析方法选择适与的光谘范闱；使用Edit

Regions可以进行详细设罝。Others窗11SuggestFactors为主成分回D:kPCR＞或偏最小二乘(PLS)方法选

择最佳主成分数(PrincipalComponents)或因子

数(Factors);使用EditFactors按钮可以査瞧或编

辑主因子数.Corrections窗门SuggestCorrections判断修正曲线对定蛍模型就足否有所改菩，如

果有，哪种修正方法域好;使用EddCorrections

可以进行详细设罝。*只有在定量分析方法中才会出现例如，使用SuggestRegions向导进行光谱范围的选择，在Regions窗门中点击Suggest

Regions按钮，会弹出如下交互窗口：按照交互窗口中的提示一步步往下操作,便会得到相应的参数设罝。TQ句泞就足利用您所提供的光谘信总与其它数据,运用其内罝的多元校正分析家知识來

进行参数的设置与推桴下一步该使川什么方法的。有时候，如果TQ软件无法获収扣设罝某

项参数所必需的相关的信息与数据，向分也就无法给出相应的参数设i。我们推稃，在建立分

析模型时，先以TQ自动推荐与优化到的参数与设罝为基础,如果对TQ自动选择的参数不满意，再添加您自己对分析对象相关的知识与经验.來对其进行进一步完善bTQAnalyst软件中文教程TQAnalyst窗口介绍窗口标签/单栏/具栏性能指数显示，态指示 滚呼IQ fSevlethodl ^||x|Mr4iodTitie参数 IAnnlymln*Quantondytn

Cr ins)r vjvsscti|^<R|Pah^k^ii^f^iwIKSl

C &w«wrrtsaMsB^IPCR疒Urd9±fed

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rM做4❷nylcr知0代efacieAMeeodDeicretiof\菜单栏EileEditView^agnosticsWindowHelp -|S|x||TQAnalyst菜单栏的使W方法与其它Windows程序一样。・Help菜单里包含各种帮助信息，前而己有介绍。・File菜单里包含模型新建、打开.保存以及光进阁的打开与保存，以及模型数据与设罝方

法的锋出、标准光谘的挂出与打印。其中模型保存窗口中可以设罝模型文件的密码，光诺

保存窗口中可以设罝数字签名,以便对模型与光谱文件进行保护。・Edit菜单中包含各种常W的编辑命令，其中Option选项的功能前而己有介绍，View菜单设罝显示格式与显示选项。Diagnostics菜单包含各种髙级诊断功能，会在后而的卓节中陆续介招。Window为窗口设罝项。TQAnalyst可以打开与保存下别所列的芥种洛式的光憑,其中、CSV为Excel格式。TQAnalyst软件中文教程FileTypeExtensionSpectra.SPAGroupofspectra.SPGJCAMP-DX.JDXPCERJRD..IFGNicoletSXDX.SPC..NICComma-separatedtext.CSVPerkin-Elmer.SPMattsonJGM,.ABS..DRT,.SBM..RASSpectacleJRS.SDA5UVDGRAXIS3S6.SPC,GLD•NicoletSXandDXfilesbothusetheNicoletSXDXfilet>pe.工具栏♦点击Calibrate按钮，计算校正模型,显示校正结果窗口；・Quantify按钮用于计算未知样品的分析结果，得到分析报告：Explain按钮实时获取帮助信息,见前述介绍；Close按钮关闭当前窗口。IUncalibrated在模型校正好之前，状态衔示为红色，当点击Calibrate按钮进行计算结束后，状态报示为绿色Calibrated，并且，如果Standards表格中包含有验证(Validation)样品，则会计算得到相应的性能柑数Perform纖Index:92.2Pre醐：_一|。«了_后,状緒示就会显示为红色.表示模型未计算好，重新计算吋，则性能指数上不汉显示当前的性能指数，也会显示修改前的性能指数，这样有助于对模型的修改过程进行评价。3.窗口建模窗口：TQAnalyst的窗口为环环相扣的设汁.如下:即在上而不同的窗口标签对应的窗门中，从左至右,就是建立一个分析模型的基本步骤，当在

前一窗口中选择了某种方法或设置了某个参数后,后而的窗口会自动出现与其对应的选项与

设罝，而不会出现不相关的信总。芥项参数的选择按照这种顺序依次进行设罝好后，点击工具栏上的Calibrate按钮.即可以完成分析模型的初步建立工作。在后而的定虽模型建立与定件模型建立章节中会对各种对应的选项作相应说明。光谱显示窗口：从File菜单的OpenSpectrum项打开光诺,即可出现光讲敁示窗口：TQAnalyst软件中文教程光谱信息查瞧按钮 光诺名称框卜拉光谱名称按钮//xg%662r)Y(D 工只箱取景♦显示介而:默汄条件下,红色光is为当前显示光谱，此时，光if?名称框中的光谱名为红色光诮

的光谱名。♦光i汽信息査瞧按钮:按该按钮，可以获得当前光tn•的所有信息，如：♦下拉光谘名称按钮:点击此按钮，显示当前窗口中所有光谱名称，并可进行选择。to下:TQAnalyst软件中文教程TobaccoAnalysis2005-04-1814:32:33obaccoAnalysis2005-04-1814:13:19TobaccoAnalysis2005-04-1814:18:36TobaccoAnalysis2005-04-1814:23:04

T"严、JKJ*.JVLfl|I•II 4 1 1IUUdLL-U/AiIaIYOIOX.UUILJI^4.r.It♦坐标K示:牯示刍前鼠标所在位罝的坐标*取揆窗口:用于选择选择需要K示的光访区域，左边为光道范围缩小与放大工具，右边为左右移动工具。•工具箱工關巾包姑种不醐工a,鵬to下表:Todothis...Usethistool..、Selectitemsonthescreen.

Expandorcontractaspectnim.

Moveanoverlaidspecminiupor

downwithinitspane.

Moveastackedspectrumintoanother

pane.Draga<>pecrniniintoanotherspectral

window.Selectaiuiotationstobedeleted

Selectaregionofaspectrumoimeasuie

thetineorrectedareaofaregion.

DisplayXandYvalue$ofpoints.

Measuretheheightofapeak.

Measuretheareaunderapeak.

Labelspectralfeature?.

Addtexttobedisplayedorprinted

Movesamplingniformationorannotations-selectiontoolHselectionTool3selectiontool3selectiontool5selectiontool3selectiontoola33st]t]rregiontool

spectralcursortool

peakheighttoolpeakareatool

annorationtool

annotationtool

annorationtool使用View菜幣设罝各项妓示参数:当当前窗口为光进益示窗「1时，View菜单中的所有选项均

可用,在其中可以设置横、纵坐标显示范围，鉍示方式,显示信息等。如点击View菜单中的

DisplaySetup选项，弹出如下窗口:TQAnalyst软件中文教程DisplaySetii]SpectralViewIFSamplinginformation••・••♦•«・•••<・ ・••%P"Annotation'

[7DisplayX-axis

FDisplayY-axis

厂Showgrid

厂DisplayoverlaidtitlesStackDisplay

Numberofpanesinstack:(5

R7AutostackspectrarAnnotationPConnecttospectrum

厂XandYvalues

DisplayallannotationX-axisformat:|Normal□SamplingInformation

厂Companyname

rTitleofspectrum

厂Dateandtime

厂Datacolleciion-samplescans,

backgroundscans,resolution,

gain,velocity,aperture

厂Benchconfiguration:detector,

beamsplitter,source

厂Comments

厂FilenameOKChangeselectee1spectrato::嘔Cancel|Help...|如果我们选中Showgrid前而的复选框I「Show9rid，按OK,则显示介而就会出现窗格，如UU.0.42-j0.40-；i » I1 |• i 暴19 1 1 參••••::::1| j9 i • •鬱 • •i • •1•1 : : : : 1 V」i 9 • 9 9・JF^VE WM入1 If JV tf厂A/• •畚••••*f]:1tfWJl-it*9 i 9 •••••:::1Ip Ajr::\ ::: \1 :VI：i ••••1•• •J\1 J\1IXf K1*• • • •• • •*••••*—i«/： :V:>wX1•:•1 it*• •••1•i _•tii••*TVft? ? ? ?!\VfJ••••-一if!T/: :::i • 參 • •11| 晒1 參F:::)■{二、1/、‘

冬 二、破-Ijj9 1 iiF••••f .tQ.34-TQAnalyst软件中文教程第二节定量分析模型建立TQAnalyst提供的定景分析算法有：

QuantitativeanalysisCSimpleBeer'slaw广Classicalleastsquares：(CLS)

广Stepwisemultiplelinearregression(SMLR)

Partialleastsquares(PLS)

广Principalcomponentregression(PCR)定量分析：简单的比尔定律经典最小二乘(CLS)回归

逐步多元线形回归(SMLR)

偏最小二乘0>1^>回归

主成分回归(PCR)各种算法的丛本原理参见相关的籍与随机所带的TQAnalyst用户手册(TQAnalystUser'sGuide)。一个定罱分析模型的建立过程可按如下步骤一步步完成:定星分析问题的描述选择适当的采样方法创建新的模型文件给模型定义一个名称选择一种建模算法选择光程类型(PathlengthType)定义待测组分(Components)■进行可行性测^(FeasibilityTest)采槊标准样品(Standards)光谱■光鸹预处理(SpectraProcessing)选择光谱范阑(Regions)• 设罝其它参数保存模型■计算模型(Calibration)■验证模型(Validation)模型修正(Correction)TQ将建模过程的各个步骤用不同的窗门从左至右依次分开，如下:Description因此，只要从左至右依次完成各个窗门屮的各项参数的设置后.点击工具栏上的Calibrate按钮，即可完成分析模型的初步建立。1.定量分析问题的描述定量分析模型建立的第一步需要通过回答下列问题来仔细分析我们的研宄对象:样品中包含多少种组分？哪些组分就是需要测定的？在可能遇到的所有待分析样品中.毎一种组分的含星范围？可能会存在哪些十扰？TQAnalyst软件中文教程■样品基质对测定过程有哪些影响？通过回答以上这些问题,将有助于我们选择恰当的采样技术与确定最佳的实验条

件。选择适当的采样方法采样方法的选择主耍取决于样品的物理性质。通常，光谱格式设罝为absorbance(透射)或

Log(1/R)(漫反射＞，因力以它们为单位的光谱通常与样品中组分的含星呈一定的线性关系。

当然，如果我们有特殊的諶要，也可以设置成其它的光谘格式。创建新的模型文件从TQAnalyst软件的File菜单中选择NewMethod・从TQAnalyst软件的File菜单中选择SaveMethodAs在对话框中输入文件名,选择保存路径选择0K。给模型定义一个名称在Description中的MethodTitle栏中给模型的定义一个名称：

MethodTitleTQAnalystewmplemethod•Classicalleastsquares|CL3|在MethodDescription栏屮可以输入对模型的详细描述;在Developer’sName控屮还可以

输入您的名字。选择一种建模算法TQAnalyst提供f的定量校正算法包含丫最简单的比尔定律.经典的最小二乘法(CLS).逐

步多元线性回归法(SMLR)、近红外定量敁常用的煸鲅小二乘法＜PLS＞与主成分回归法

(PCR).毎一种方法均有各自的优点与缺点。对于组成复杂的天然产物如中药、烟草与粮含

等通常可以使用PLS。冷种方法的特点可以使用TQ的Explain按钮获得帮助信息。

Quanlilaliveanalysisr*SimpleBeer'sCClassicalleastsquares(CLS)CStepwisemultiplelinearregression(5MLR)

Pallidleastsquaies(PLS)C*Principalcomponenlregiession(PCR)6.选择光程类型(PathlengthType)在Pathlength窗口屮可以对光程类型进行设罝。样品光谱测定时的光程或样品掙度对于定

星分析非常重要,因为它与样品中的组分含量一样影响吸收强度。TQ的Pathlength窗口提供了多种方法可以用于对光程进行定义或校正处理。TQAnalyst软件中文教程PathlengthType广UndecidedConstantPKnownCPredict

rInternalreference^k'b'c)

广PeakratioorNormalize(AZb=kyc)

CMultiplicativesignalcorrection(MSC)

Standardnormalv^riale(SNV)各种选项的特点与功能可以使用TQ的Explain按钮获

得详细的帮助信息光程类型选项的选择通常也就足取决于采样技术，例如使比色皿或固定光程的样品池进行

液体样品光谱采集吋，光程一般为恒定(Constant)或己知(Known);而在进行粉未样品NIR漫

反射光进采集时,由于样品颗粒尺寸、均匀性等的影响，光程无法保持恒定，此时谣要使用多元

信号修正<MSC)成标准正则变换(SNV)来对光访进行处理.以消除这些因素的r•扰。7.定义待测组分下一步就是定义待测组分，在Component窗「I中按贺求输入待测组分的名称、缩写、单位、

小数点尾数即可。YPjthlengti!Y JWr.dJfO；丁只吵晰 •:丁 丁 |/Use站R衫ibrtih.|ConcentrationUmit9PUteiri4«R,imip厂 imteConcentrotionCnruh^ints「鉍nQuantfyjuntoacor^icrtityabab1OC%1

ComponentInteraction广Hcne|u;clacreosmr^ pop«<Ibw)戊5o阳(u?efcimB^ningcompcnjntwrc^n^iaDcrr-)r.nmiMww^nTahlci|CcwrwriN^rA| |Uhl|Oijhp淤i/n-Hen I R?wl1Gbc<wcGkj …2 DOT300 1030Ccihpi^cnjicinr罾2Bvrsaf；acdBA Mi2 aw300 1QOOCcmpiA?endicp^r響3^orar>ecfolPro2 Dm10DOCc»pil9如▼42 am4QD 1000Cc^puft*Mlef^v▼5Ccmyild<d零一浓度范呵AnalysisLow、AnalysisHigh)可以报据实际样品的分布输入,一般下限(Analysis

Low)没为实际样品最低值的95%,上限设为实际样品最窃值的105%。如果不输入，在模型计

算时，TQ会根据标准样品的含星分布自动计算出来。・在设定f浓度范围后,如果样品的分析结果超过了此处设定的范闱，则可以在报告中给出

猝告信息。•另外，定星分析模型的性能指数(PerformanceIndex)也与此处没定的浓度范围有关.

在Component窗口中，还可以地过选择ForcesconcentrationvaluesmQuantityresultto

sumtoaconstant选项使各组分含量总与自动为常数。ConcenlvalionConshaints「ForceconcernrationvaluesinQuantifyresulttosumIoaconsl^nl(typically1fl蛇］8.进行可行性测试(Feasibilitytest)在设定好了待测组分的信总后.可以进行可行性测试以检査所使用的方法能否成功的进行定

量分析。其咬理就是通过分别采集两个标准样品(其组分含量不能相同,但耑要在所设记的浓

度范围内，可以不需要知道其准确的含量位)的光道，毎个样品需要进行三次重复采集,TQ会

比较这两个样品三次重复实验得到的光遒并进行统计分析，以检査光诱中就是否包含足够的

可以与样品中组分含量相关的信息。TQAnalyst软件中文教程在TQ中，就是通过使川Component窗口中的AssessFeasibility按钮來进行可行性测试的，

AssessFeasibility...!点击此窗口t；,会弹出相应的对话框.按照其提示信息.TQ会指挂您一步步完成可行性测试的实验,并给出相应的结果。AssessFeasibiityThe「wizardhelpyoumnaqui&Kte^.Io

determineifheinlraredspectrumofyoursample

malerialconfinesullicientsampleinformationfor

accuratequsntitativo•ftoaourorrentoBySample

information",wemearspectralieeture$hatarerelated

tothe$ampl?comporentsratherthanto•andomrase

ortample-to^amplevariability.YouneedIoprepare standardsandneasureeacholth^m timeitorunthefMability Youcancollectthespectrain"QAnalystoropenspectra

coltectedin3nyNicoletapplicalion.Theesdtswilbe

placedontheFea^ibitytabinrhecunerrmethod

wirdow.，，TQExpert＜極|匚:驅[]|如果可行性测试结果显示光谘中没有包含足够的信息.则可能就足由于所使用的光憑采巣方

式不正确或样品不均匀守致光谘重现性较差或信噪比较差所致,此时我们耑要尝试其它的采

样技术与改变实验参数。9.采集标准样品光谱标准样品的设定在Standards窗□中进行。⑴标准样品的准备所诮标准样品(Standards),就足指为建立定量分析模型收集的Ji有足够代表性、并且已

知化学成分含星的样品。标准样品的光谘采集在OMNIC或RESULT软件中进行，其各

项参数的设罝见后续章节.TQ中Standards的作用有三种类型：CalibrationStandards用于计算定星模型，TQ报据其光沿信息与其对成的芥组分

己知含星值建立起定量模型；ValidationStandards用于验证定量模型，不参与定星模型的计算，其作用相当于己

知组分含星的“未知样品”.TQ会WCalibrationStandards建立的定虽模型预测

ValidationStandards中冷组分的含蛍，并与已知值进行比较，计算性能指数

(PerformanceIndex与RMSEP);CorrectionStandardsH汗修正定量模型，此节不进ff讨论。TQAnalyst软件中文教程Sug9«El.|Eluate|«Df；nSlyiad|Vir*Siandyds|SoiSlarcfcrts|

Slamfarrft厂S^0^Ctid)«TiM«r^frA^厂厂rvc«x«mWWNmVwm$»«TO|欄|SUf |1TO|End标准样品的收集与准备非常虚要B—般來讲，标准样品中的各种成分的含量范围与

其它性质必须涵盖所有可能遇到的样品中冷组分的含量范围，什种组分的含量之间要避

免共线性现象(指两种组分含星间呈线性变化).且要尽可能分布均匀。标准样品的收集与准备可以根据_己的经验进行，对于天然产物等组成复杂、无法

拽制其中各组分含量的样品，只能通过收集足够多的样品以尽呈涵盖实际分析中可能遇

到的各种类型。TQ中SuggestStandards向异提供/-个很好的辅助实验设il的功能。对于组成

相对简单的化学品，可以使用TQ软件中的SuggestStandards向导进行设计，点击

SuggestStandards按钮，会得到一个对应的对话既按照TQ的提示信息逐步进行，即可

以得到TQ建议的标准样品的分布。然后按其推权的分布进行配罝标准样品，并采集其

光遨.当然实际配罝的样品中各组分的含量不一定与SuggestStandards向哇推苻的含

量分布完全一致，此时只需按实际含量输入到对应的样品含量表格中即可。

如果使用一次SuggestStandards向锌推荇的样品不够多,可以重复使用Suggest

Standards向导，直至得到足够多的标准样品。标准样品一旦准谷好后，可以使用EvaluateStandards向导进行评佔;使用髙级诊

断菜单屮的SelectStandards项选择校正(Calibration)或验证(Validation)□3然,这些工

作也均可以手动完成。FDescriptionY尸sthlengthYComponentsStandardsJR«^icnsCorrections丁OfferSuggest...Evaluate...OpenStandard...IViewStandardsISortStandards(2＞标准样品光谱的导入将鼠标光标移到Standards表格中的最下而的一行空白行(如果就足新建模型，第一行

就就足空白行),在点击OpenStandards按钮,弹出打开文件对话框，找到对应的光谱文

件的路径与选中对应的光进文件，可以成批选择，也可以逐个选择，0K即可。然后输入对

应的样品的组分含星。注意，如果不就是第一次异入光诮.而就是向己有的模型中添加新的光进,可能会出现蛰

告信息，显示新添加的光谱的参数与模型中已有的光谱参数不一致，此时，需要我们慎重

考虑新添加的样品能否作为标准样品.或宥就是否需要重新采集其光谘。(3＞设罝标准样品的Usage信息前而己经介绍过TQ中的标准样品可以有三个作用，分別就是Calibration.Validation

与Correction,nf以手动选择，也可以使用髙级诊断菜单中的SelectStandards项自动选TQAnalyst软件中文教程择。如果某个样品有错误.或者不愿意使用它，还可以将其设为lgnore（忽略），当然也可以

从Edit菜单中宣接将其刪除（DeleteRow）.其它按钮功能ViewStandards按钮查瞧光鸹，方法就是在Select栏选中需要査瞧的样品，可以多选.如

果宣接点击表头Select.则全选，再按ViewStandards按钮，则会弹出光i汚图窗口。IndexSelectSpectrumTitleUsageGlucoseBAProGl>ceiol赢16cf+plsexample:standard1匚alibratior▼1.940.991.922172(5tf+plsexample：standard2Calibration1260504012.473Pbexample;standard3Validation▼2590571493.04SortStandards按钮排序，方法类似于Excelo（习其它选项作用

如下所示：在Standards表格中显示光谱名称栏在Standards表格中显示文件名称栏选屮此项后，在ViewStandards时会敁示经预处理之后的光谱StandardsI?iShoiAispectrumt|7Showspectrumfilenalrtt pAllowspectralprocessing<SHoiaiprocessedspectrainViewSlandards

「RestrictY-axisrange0.000该选项可以限剌迖模时利用的光谱信息的纵坐标值，一般，光谱的吸收强度以不超过1、5个荦位为宜1.500限制光谱纵坐鉍的范_End允许对光谱进行預处

理.选中此项会在

Standards窗口标签后新出现一个Spectra的窗口标签，在Spectra窗口屮可以对光谱进行预处理。10.光谱预处理光谱预处理在NIR光济分析中通常有效与必贽的。前而第6步的Pathlength窗门中，通过

选择光程类型，实际上就足对由于光程的不一致造成对光鸹的影响进行丫相应的处理，以减

少这种影响，更利于建模时有用信总的提取.如漫反射吋通常使用MSC或SNV方法。在TQ的Spectra窗口中还可对光谱进行导数.滤噪与基线校正等预处理，如不。TQAnalyst软件中文教程andards|iSpectra |ReViewStandards|PathlengthProcessingI-ApplyspectralprocessingtoIhepathlengthregion此处4以选择原始光谱、一阶导数光鸱或者二阶"ovmatderfv^e导数光谱oSmoothDataCNa^MOOthirglilt&r选择滤噪（平滑）么|咖石⑽卞法 Datapoints:F~~ZiNorrisderiv-ativefilterPolynomialorder:Segmentlength:Gapbetweensegment?:多点基线校ll:方^em>BaselineCorrection

法的选择 'JocorrectionCPiecewiselinearcorrectiori

广Splinecorrection分段线性校正样条校正近红外光活•测量过程中，经常出现光谘偏移或飘移。牙数处理就是净化进图较常川的方

法，可报据需要进行一阶或二阶微分处理。好数处理既可以消除基线偏移，还可以起到一定的

放大与分离重叠信总的作用，如下阁。但需要注意的就是.在对光道数裾作微分处理吋.由于噪声信号也被放大,w此通常在微分之前谣要对光谱数据作平滑处理。^〒滑的作用就是提髙倌噪比.减小随机噪音，如下阁，从而也可以提髙模型的稳健性。TQ

中有两祌平滑方法可供使用，一种就是经典的Savitzky-Golay滤波，它就是一种多项式滤波

方法:一种就足NorrisDerivative滤波，它只能用于一阶或二阶泞数光道，就足红外光治分析

中一种很好的滤波方法。TQAnalyst软件中文教程另外,TQ屮还包含有多种基线校正方法，在通常的近红外分析中,如果使用了一阶抒数成二阶抒数，则较少使用这些基线校正。如下:MultipointBaselineCorrection

CNocorreclion/ •••••••••••••••••••••••••••••-— ——99Piecewiselinearcorrection

•••••••••••••••••••••••••••••

CSplinecorrection

BaselinePoinlsTable分段线性校正样条校正11.选择光谱范围光访范围的选择在NIR定量分析模型的建立中就是最难的一步。至今为止，化学计量学领域

还没有一个完美的算法來选择最佳的光进范但TQ中包含了许多这方而专家知识，为我

们选择有效光谱范I词提供丫有用的依据。在实际工作中，W户的经验3对所分析对象样品化

学知识的了解对光谘范围的选择还就是很有用。光谱范I相的选择在Regions窗口中进行。需要注意的就足，Regions窗口中的内容与第一步

所选择的方法有关，这里仪以PLS方法为例，说明如下：Co»pnf»rntiinllcginmIjiWcI Measjjferr^tLccotwnZ 1GU（1）首先，如果按前而的步骤完成r方法选择、组分名称的定义、标准样品光错与

化学数据的导入.则可以使用Suggest向疔让TQ来自动帮助选择光访范围。在Regions窗口中点击Suggest按钮,会弹出对应的对话框，按提示逐步完成即

可。如果就足新建模型第一次点击Region窗口,TQ则会自动执行光济范_的

自动选择。（2）光范_选择窗口:点击EditRegions按钮，会弹出以下窗口。TQAnalyst软件中文教程^Composite"Composite光皓显ZJ<区域•、•卜:OGita0.0015-0.0010-rtdriddriffl^atid^rdI:urd)rdD-OAaverumceisicm-i. •Hdp 1Sug坤|Ha^To|ConponsrbinH»on

»«dr»=2J~-Sete^R«jon 1ot3|Nc<l>|

RExptcs-EdiiRegixis 战I-陳，I耀一^酬司(legionlrdo«| 仍 |Lcc^on Hxclrclypo|Port-|P«rf2SpecicjnR — 68000Lredilerx^d▼6.400.0Sm丨11划|在该窗口屮，可以以交互式的方式选择光谓范I相。该窗口中同样包含Suggest

按钮，可以随吋使用该向挂，也包含HowTo按钮以随吋获得帮助信.&。可以通过Add或Delete按钮添加或删除一段光谘范围。工具栏介绍： 功能与光«显示窗口中的该工其一样，见本章第一节。祀济区域选择工H,按下此工具，可以在光奶显示区域内拖动鼠标以选择光iff区间，此时在下而的Region表格中会对应的出现所选择的区域的数值范

围。I3默汄状态下，该按钮为按下状态，此吋光谱显示区域显示三条光诺，分别为

禎髙的、中间的与最低的三条光谱。 使用此按钮，可以晶示在前而的Standards表格中被选中的所有光硪。使川此按钮，显示统计光谘,典功能与Diagnostics菜单中的Statistical

Spectra项类似，如下:TQAnalyst软件中文教程从上至下依次显示芥组分的多重相关光谘、各组分分別的相关光逍、平均光i矜、方差光齚。这些统计光访对于我们选择光济范围M有一定依据。1^3使用此按钮，敁示冷组分的纯组分光谱，其功能与Diagnostics菜单中的

PureComponentSpectra项类似。这里所说的纯组分光济，就是从统n•意义

上计算出来的。€使用此按钮，可以打开光i汚以在光访品示区域显示.为不同的组分设罝不同的光济范围，如下表，其中带“+”的表示该栏组分对应的光谱范围：HegioruTable光谱范Hi|编辑表格ComponerxtinRegiontTable各组分对沌的光谱范闱表格12.设置其它参数完成了光进范围的选择G，我们基本己经设罝了足够的可以用于建模的所有参数，但就是我

们还可以在接下來的Other与Report窗口中进行一些更为细化的设置。（1）Other窗口：TQAnalyst软件中文教程Other窗H中的内容同样与第一步中所选择的方法类型有关.对于比尔定律方法，则没有Other窗口。这里还就是以NIR定量分析最为常用的PLS法为例，其窗口如下:1EditFactors...I Like IDataNorm^li7^tit)nPU«em&ancen*eiinglechnique一►以打'丨丨心化技

厂U?evariaroescalingtechnque—|tf-Ij一化｝'匕，代

FirValueAlonrithm拉同时选择,表示进行数裾标准化Simple(m^a*ui^dfrom?e*oCSensitr/e(mea^jedkcmlh=^•necnstandadl

Non-linearPLSrAllwnon-inecrhlorFacfor—►非线性拟介PLSConcenUaUonweiqhtedPLS厂WeioWbpcorrponertconcentratonvabe$to:eachstandard♦lj；|PLSPLSFactorsAutomaticUpdatePUpdalenumteicrfadcrsued*vbencaib：aiionischanged►门动史新PLS主闪子数•般情况下，采用默汄设罝即可（上而窗口所示即为默汄设罝h如果对默i人设罝的建模

效不满意，再在该窗n中进行进一步的设罝。Report窗口Report窗口中主要设罝的就是报告中要敁示的内容，注意，这里的报告就是指TQ产生的分析报告，与后而章节中提到的RESULT生成的在线报告不同。G^neialInfnrrBatinn

PPeJxd»ilh

Pfifenaro

Pket^ciilevwonirilamdlion17SMCbunhbe

PS^ctunfilen^re

PS[>xliuncolecliondolrtrdlirrc

|hPathtenc^

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卜w 3AKtn[55D|ifiistdorvthisvdus

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P IrmbdxckAertri| 」八加「Urcenariyv^lu^cheJ*.卜W Aa⑺ilticeitdripfa ccmpo光诺检查息及其阑荫设s说明：如果光诺检査k示繁？i信息，说明所分析样品的光谱与标准样品集中样品的光谱存在较大差异，因此，其分析结果则值得怀疑。组分;繁告信息及其w值没s

说明:如果被分析的样品的分析

结果值超过了Component窗口中

设S的范W.则给出砮冉佰息.说

明分析结果的准确性值得怀疑

isdxveiu*Urc^narfvUmIl^xclirnUchwh*.Rpwlra 一 _FCxcer^aiionuriPUrconarAp 一一_►结果显示组分浓度值 不确定荫，指可能存在的根裾波分析样品的光谱与标" 推样品的光谱的左异，计算出可能存在的误笙以作为参考TQAnalyst软件中文教程13.保存模型模型的保存可以随时进行。从File菜单中选择SaveMethod或SaveMethodAs以保存模型文件，保存窗口如下。TQAnalystExampleMethod-PLS保存在a):三］和向國，l^tqx.clsTptqx.sblWtqx_sm19tqx_mo1®tqX_pls1ptqxjils219tqx__pls3Iptqx.ssMethodTitle:ItQAnalystExampleMethod-PLSTQ将一个模型保存成三个文件，如下:在文件的拷贝或谷份过程中，如果仅汉只有笫一个文件存在，则模型只能叫于对未知样品进

行分析，而不能对其进行任何修改。只有当三个文件同吋存在时.才能完全对其进行控制，因此

在模型转移与共享时，可以通过这种方式进行数据的保护.14.il算模型完成了上胳步賦P柯按TQ工M栏上的进行翻的计®。H慟速度与

所选的方法、标准样品的数量、计算机的性能有关，一般不超过2分钟。定量分析模型计算

完成后.TQ显示如下界面，同时状态显示栏由红变绿，如果Standards窗门中包含验证

(Validation)样品，则会计箅出性能指数(PerformanceIndex)。相关系数与RMSEC 性能指数(PI)值(原理见第一牵)如果第一步逸择的就坫比尔定律，则显示的饴息会不同TQAnalyst软件中文教程HZ!拟合值与标淮值之间的相关阳:纵坐标为拟合值.横

坐标为标准值数裾敁示表格•[Calit*sisenKeinliiJExplainMm51kmDMeievce凡选择其它的组分B:Ifit si19a1.知攀3wTOe.d«nd«id2sUndAid31262S912J254€LC6a出ewsrde.dendoid4035Q41cxsrde.slfindAidS1551.4S1.13<1(B-exsa^e.UendeidG1325222QOTABiianuaicrDkex^rc<e.sltndaiddZ20狐9slandAid9069auClCO10出ewsrde.ilendeid10136QCS11e*»cie.ilfindfiidll156l.a<1(£12chexsri>eH«nd«id121701.71aci▼•rwIrmnrani«rv误迫分/li阁:纵坐标为拟合值与k推值间的偏差.愤坐标为标袱值则均方^(RNISEP>当存在验证(Validation)样品的情

况下才显示Ccr ?5£[:0.0^上而的两个阁形与表格中的数据点就足一一对应的，只要三者中的任意一个中选中一个样品点，在另外两个中即会选中对应的样品点。“问题样品(Outlier)”的辨别与处理：从上面的校正结果的窗口中，我们需要辨別“问题样品”(衔拟合值与标准值间的误差较大,

在相关阁上偏离对角线较远)。对于“问题样品”，我们需要慎重对待，首先可以返回到

Standards窗口中，查瞧其标准馇就是否有误;如果确信标准值无误，则可以打幵其光进，瞧其

质量及与其它样品的光措的差异;一曰.确汄该样品有问题，则可能需要重新采集其光谱或测

定其标准值,不然只能将其Usage信息设为Ignore或者直接删除。诊断(Diagnostics)菜单中有一些选项可以帮助鉴別Outlier.•SpectrumOutlier选项直接报据光i汚的分布差异计算马氏距离的方法鉴別Outlie「，如下：5IJ3SQThelod6!hrdoid3laiedlb?Dixon上图力马氏?n离分布ra,其下面的提示信息中显示分布ra中的后6个样品为“Outlier”。但就

是SpectrumOutlier选项无法鉴別标准值的准确性。15.验证模型验证模型的S的就是确汄所建立模型能够准确的预测实际的样品。♦如果Standards窗口中包含有验证(Validation)样品，则校正结果窗口中会计算出

PerformanceIndex与RMSEP,可以以这两个指标对模型进行评价。需要注意的就TQAnalyst软件中文教程是.Validation的样品同样諶要具有足够代表性。♦如果标准样品的数虽有限，在Standards窗口中不包含有验证(Validation)样品，可以通过交

叉验证(Cross-V