技术特征：
1.一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测装置，其特征在于，包括：光源、背光聚镜、聚光棱镜、遮光挡板、准直镜、比色皿和ccd探头；所述背光聚镜、光源、聚光棱镜、遮光挡板、准直镜和比色皿依次分布于同一轴线上，ccd探头垂直于轴线分布于比色皿光滑面的一侧。2.根据权利要求1所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测装置，其特征在于：所述光源为宽光谱激发光光源；所述遮光挡板可调节。3.根据权利要求1所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测装置，其特征在于：所述ccd探头的像素矩阵为4k
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4k或3k
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3k，像素尺寸为108μm或140μm。4.权利要求1～3中任意一项所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测的方法，其特征在于，包括：1)将待测样等分为两份，一份获取真值，另一份通过混叠荧光光谱矩阵化得高维混叠矩阵；2)提取高维混叠矩阵中低秩矩阵并优化；3)根据优化后的低秩矩阵构建总氮检测svm模型并训练，即得。5.根据权利要求4所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测的方法，其特征在于：所述待测液为不同浓度的城市污水；所述真值为待测液的总氮国标检测值；所述混叠荧光光谱为原位待测溶液在不同待测激发光强下荧光变化谱图的混叠，荧光光谱的测量范围为200nm～1100nm，扫描时间间隔t为0.1～0.5s，遮光板移动速度为0.02～0.1cm/s；所述矩阵化为利用激发光光强变化原位收集荧光变化并构建高维混叠矩阵的过程。6.根据权利要求4所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测的方法，其特征在于：所述低秩矩阵提取过程为：通过高维混叠矩阵，构建低秩特征提取目标损失函数，再引入关于低秩矩阵的低秩约束和结构化稀疏约束；所述优化方式为增广拉格朗日乘子法，优化至低秩约束和稀疏约束收敛。7.根据权利要求6任意一项所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测的方法，其特征在于：所述低秩特征提取的目标损失函数为与低秩矩阵和稀疏表示的乘积与高维矩阵的最小二乘损失函数；所述低秩矩阵的低秩约束通过核范数引入，低秩矩阵的稀疏约束通过组合范数引入；所述增广拉格朗日乘子法惩罚项获得方式为内积法，外积法和混合法中的至少一种。8.根据权利要求4所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测的方法，其特征在于：所述总氮检测模型构建过程为：通过总氮浓度构建目标损失函数，再引入时间回归权重的稀疏约束和空间回归权重的稀疏约束并通过线性交替方向乘子法优化。9.根据权利要求8所述的一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测的方法，其特征在于：所述通过总氮浓度构建的目标损失函数为时间回归权重乘稀疏约束乘空间回归权重与总氮浓度的最小二乘损失函数；所述时间回归权重的稀疏约束和空间回归权重的稀疏约束通过二范数引入。
技术总结
本发明公开了一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测方法，通过可调节宽谱激发光源，改变激发光源光强，从而激发待测溶液在不同光强下产生混叠荧光光谱；同时，利用微型荧光光谱仪原位高频记录激发光强变化变化下待测溶液的整个荧光光谱图变化过程；结合低秩表征特征提取算法，根据荧光光谱在不同光强下的不同激发特点，剔除冗余噪声，自适应的建立低维原子特征表征子空间；并加入稀疏性约束假设，引入最小二乘回归项，构建基于变光强混叠荧光光谱的总氮光谱检测模型，实现待测水样的总氮浓度的快速在线检测。样的总氮浓度的快速在线检测。样的总氮浓度的快速在线检测。
技术研发人员：阳春华 耿静轩 李勇刚 桂卫华 张凤雪 蓝丽娟 韩洁 周灿 朱红求
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2022/7/12