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硫化促进剂太赫兹光谱数据扩充策略与定量检测OA

Expansion strategy of terahertz spectral data for vulcanization accelerators and quantitative detection

中文摘要英文摘要

为实现橡胶制品中硫化促进剂含量的快速、无损、精准检测,本研究采用太赫兹时域光谱技术,结合数据扩充与化学计量学方法,对多组分橡胶混合物中硫化促进剂进行定量分析.针对橡胶混合物光谱重叠严重、样本量偏小易导致模型过拟合、泛化能力差等问题,提出基于数据融合与最小二乘高斯拟合法(LSGF)的数据扩充策略,并构建遗传算法优化支持向量回归(GA-SVR)定量模型.为降低数据维度、提升建模效率,采用变量空间迭代收缩算法(VISSA)对原始及扩充后光谱进行特征提取.结果表明:数据扩充可显著提升模型预测性能,其中LSGF方法效果最优;经VISSA特征提取后,模型精度进一步提升,LSGF扩充数据在预测集上的相关系数Rp高达0.982 6,RMSEP低至0.002 3.该方法可为橡胶配方优化与行业绿色可持续发展提供技术参考.

To achieve rapid,non-destructive and accurate detection of vulcanization accelerator content in rubber products,this study adopted terahertz time-domain spectroscopy technology,combined with data augmentation and chemometric methods,to conduct quantitative analysis of vulcanization accelerators in multi-component rubber mixtures.Aiming at the problems of serious spectral overlap of rubber mixtures,small sample size which was prone to model overfitting and poor generalization ability,a data augmenta-tion strategy based on data fusion and Least Squares Gaussian Fitting(LSGF)was proposed,and a quan-titative model of Genetic Algorithm-optimized Support Vector Regression(GA-SVR)was constructed.To reduce data dimensionality and improve modeling efficiency,the Variable Space Iterative Shrinkage Approach(VISSA)was used to extract features from the original and augmented spectra.The results show that data augmentation can significantly improve the predictive performance of the model.Among them,the LSGF method has the best effect;after VISSA feature extraction,the model accuracy is further improved,and the correlation coefficient Rp of the LSGF-augmented data in the prediction set reaches as high as 0.982 6,with the RMSEP as low as 0.002 3.This method can provide technical reference for rubber formula optimization and green and sustainable development of the industry.

殷贤华;李康;孙傲;张富强;张活

桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004||广西自动检测技术与仪器重点实验室,广西 桂林 541004桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004||广西自动检测技术与仪器重点实验室,广西 桂林 541004桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004||广西自动检测技术与仪器重点实验室,广西 桂林 541004桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004||广西自动检测技术与仪器重点实验室,广西 桂林 541004桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004||广西自动检测技术与仪器重点实验室,广西 桂林 541004

数理科学

太赫兹光谱数据扩充最小二乘高斯拟合数据融合定量分析

terahertz spectroscopydata augmentationleast squares Gaussian fittingdata fusionquan-titative analysis

《光学精密工程》 2026 (8)

1219-1231,13

国家自然科学基金(No.62161005)广西自然科学基金项目(No.2025GXNSFAA069795)桂林电子科技大学研究生教育创新计划项目(No.2025YCXS145)

10.37188/OPE.20263408.1219

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