ICS 65.040.20 CCS B 93 GH 中华人民共和国供销合作行业标准 GH/T 1337—2021 籽棉杂质含量快速测定 近红外光谱法 Rapid dete rmination of impurity content of seed cotton －Near infrared spectroscopy 2021-07-07发布 2021-10-01实施 中华全国供销合作总社 发布 GH/T 1337 —2021 I 目 次 前 言 ................................ ................................ .............. II 1 范围 ................................ ................................ ............... 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ..... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ......... 1 4 原理 ................................ ................................ ............... 2 5 仪器与软件 ................................ ................................ ......... 3 6 参照光谱数据库 建设 ................................ ................................ . 4 7 未知样品的 检测分析步骤 ................................ ............................. 6 8 检测报告 ................................ ................................ ........... 7 附 录 A ................................ ................................ ............. 8 附 录 B ................................ ................................ ............. 9 GH/T 1337—2021 GH/T 1337 —2021 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1 -2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》 的规则起 草。 本文件由全国棉花加工标准化委员会 提出。 本文件由全国棉花加工标准化委员会 (SAC/TC 407) 归口。 本文件起草单位：安徽财经大学 、石河子大学 、安徽寿县银丰棉业有限责任公司 、新疆乌鲁木齐市 检验检测中心、 中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所、 安庆市纤维检验所 、芜湖市纤维 检验所、山东天鹅棉业机械股份有限公司 。 本文件主要起草人： 周万怀、徐守东、刘从九、 张若宇、 李浩、张雪东、梁后军 、张梦芸 、张恒军 、 陈兆顺、 刘思佳、 李孝华、 陈卫东、高海强、李怀坤 、张志权。 GH/T 1337 —2021 1 籽棉杂质含量快速测定 近红外光谱法 1 范围 本文件描述了 快速测定籽棉中植物性杂质含量的近红外光谱法 的术语和定义、原理、仪器与软件、 光谱数据库构建、未知样品检测分析步骤和 检测报告的要求 。 本文件适用于棉花收购和加工 环节的籽棉植物性杂质检测。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB1103.1 棉花 第1部分：锯齿加工细绒棉 GB1103.2 棉花 第2部分：皮辊 加工细绒棉 GB/T 6499 原棉含杂率试验方法 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 29858 分子光谱多元校正定量分析通则 GB/T 32199 红外光谱定性分析技术通则 GB/T 37969 近红外光谱定性分析通则 3 术语和定义 GB1103.1 界定的以及 下列术语和定义适用于本 文件： 3.1 近红外光 near infrared 波长为780 mm~2500 nm的电磁波 。 [来源：GB/T 37969 -2019，1，有修改 ] 3.2 漫反射光谱 diffuse reflection spectrum 辐射光在样品表面或表面以下沿多个方向分散 反射。 [来源：GB/T 32199-2015，6.6，有修改] 3.3 光谱数据库 spectral database 用来管理既有光谱数据及其相关的样品、模型等信息的数据库系统软件 。 3.4 GH/T 1337—2021 2 光谱匹配 spectral matching 按照特定 算法计算不同光谱曲线之间的相似程度 或距离大小 的过程。 3.5 光谱匹配算法 spectral matching algorithm 光谱匹配的数学原理， 通常 根据光谱匹配过程中使用的信息类别将光谱匹配算法分为 特征峰匹配 算 法和全光谱匹配 算法两类。 3.6 全光谱匹配 算法 full spectral matching algorithm 基于光谱中所有数据点信息计算光谱匹配度或距离的数学方法。 3.7 籽棉植物性杂质botanical impurity of seed cotton 籽棉中含有的非籽棉的植物性物质 。 注：如棉枝、棉叶、棉铃壳等。 3.8 籽棉植物性杂质含量botanical impurity content of seed cotton 样品中籽棉植物性杂质 质量对其 样品总质量的百分比。 3.9 参照样品 reference samples 存储在光谱数据库中 用来作为参考标准的样品，其光谱和 植物性杂质 含量已知并存于数据库中 。 3.10 未知样品 unknown samples 植物性杂质 含量未知的籽棉样品。 4 原理 4.1 基本原理 利用样品中含有的 非谐性高的含氢化学键，如 ：O-H、N-H、C-H等，以漫反射方式 （见附件 A）获得 籽棉样品在近红外区域 的漫反射吸光度光谱 。建立相应光谱数据库并搜集参照样品 近红外光谱及其植物 性杂质含量 信息。在分析阶段， 通过光谱匹配算法在光谱数据库中检索与待测样品 光谱相似度高的参照 样品，从而实现对 待测样品 植物性杂质含量的快速 检测。 4.2光谱匹配算法 GH/T 1337—2021 3 两条光谱 S1、S2之间的杰卡德相似度 （原理见附录 B）如公式（ 1）所示： 12( , )pqSim S Sp q r s   ……………………………… （1） 式中： Sim(S1,S2)——光谱S1与光谱S2的相似度； p——光谱S1、S2在相同波段 的一阶导数均大于零的累计次数； q——光谱S1、S2在相同波段 的一阶导数均小于零的累计次数； r——在相同波段 光谱S1的一阶导数大于零且光谱 S2的一阶导数小于零的累计次数； s——在相同波段 光谱S1的一阶导数 小于零且光谱 S2的一阶导数大于零的累计次数。 5 仪器与软件 5.1 光谱仪 光谱仪技术参数应不低于表 1所示的参数需求 。 表1 光谱仪技术参数 需求 波段范围 nm 工作温度范围 ℃ 光源寿命 h 有效检测距离 mm 测量时间 s 分辨率 nm 信噪比 波长准确性 nm 涵盖900 ~1650 -20~50 ≥20000 0~3 ≤1 ≤12.5 ≥20000:1 ≤1 5.2 样品池 样品池宜采用圆柱 体或长方体外形的容器、容积应介于 0.015 m3~0.020 m3之间、样品池内部应涂有 反射率不低于95%的涂层，样品池 的推荐技术参数见表 2。 表2 推荐样品池规格参数 规格参数或属性 形状 底面半径 （内径） cm 圆柱高度 cm 样品池材质 样品池壁厚 mm 涂层材料 具体要求 圆柱体 17 20 不锈钢 2 聚四氟乙烯 5.3 软件 5.3.1光谱采集软件 与光谱仪配套 的软件，应具备以下基本功能： a） 仪器自检 ； b） 仪器参数调整与设置； GH/T 1337—2021 4 c） 仪器校正； d） 光谱数据采集 ； e）常用光谱预处理，如：数据格式转换、波段选择和 分辨率调整 等功能。 5.3