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可调谐二极管激光吸收光谱氧气测量中的导数光谱处理与浓度反演算法研究 被引量：26
1
作者 何俊峰 阚瑞峰 +2 位作者 许振宇 段连飞 王小中 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期280-285,共6页
氧气是发动机燃烧过程的必需成分,在飞行器进气道进行氧气监测需求迫切。针对飞行器上的工程要求和应用特点,设计了一种波长线性扫描可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)短光程系统结合有限冲击响应(FIR)滤波二阶导数谱算法的方案完成了氧... 氧气是发动机燃烧过程的必需成分,在飞行器进气道进行氧气监测需求迫切。针对飞行器上的工程要求和应用特点,设计了一种波长线性扫描可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)短光程系统结合有限冲击响应(FIR)滤波二阶导数谱算法的方案完成了氧气吸收微弱信号的提取和浓度反演。根据TDLAS工作原理和吸收信号特征,对二阶导数谱用于气体浓度反演的理论依据进行了推导,在此基础上提出一种基于FIR的数字滤波方案来完成吸收信号的噪声滤除和二阶导数谱的提取。实验结果证明,该方案简单易行,提高了检测信噪比,降低了检测限,浓度反演结果准确、线性良好。 展开更多
关键词 光谱学 激光吸收光谱 浓度反演 二阶导数谱 有限冲击响应
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FTIR光谱拟合方法在反演气体浓度中的应用 被引量：26
2
作者 朱军 刘文清 +4 位作者 刘建国 高闽光 赵雪松 张天舒 徐亮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1573-1576,共4页
研究用FTIR光谱测量系统反演气体浓度的方法,在WINDOWS操作系统下应用非线性最小二乘拟合算法实现了CO气体的定量分析.在FTIR光谱拟合中,使用HITRAN数据库中的光谱作为校准训练集,使测量的CO红外透过率谱与计算的参考光谱达到最佳拟合... 研究用FTIR光谱测量系统反演气体浓度的方法,在WINDOWS操作系统下应用非线性最小二乘拟合算法实现了CO气体的定量分析.在FTIR光谱拟合中,使用HITRAN数据库中的光谱作为校准训练集,使测量的CO红外透过率谱与计算的参考光谱达到最佳拟合得到了该气体的浓度,反演结果的绝对准确度达到1%～5%. 展开更多
关键词 红外傅里叶变换 非线性最小二乘算法 透过率谱 浓度反演
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基于差分吸收光谱法的燃煤锅炉烟气浓度反演算法 被引量：16
3
作者 汤光华 许传龙 +1 位作者 孔明 王式民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期6-10,共5页
根据被测对象在所选波段具有差分吸收结构的光谱特性,研究了一种改进的基于差分吸收光谱法(DOAS)的气体浓度反演算法。在该算法中,考虑了噪声、颗粒群散射以及干扰气体的影响。应用该算法在给定光程下分别对一种气体和几种气体的混合物... 根据被测对象在所选波段具有差分吸收结构的光谱特性,研究了一种改进的基于差分吸收光谱法(DOAS)的气体浓度反演算法。在该算法中,考虑了噪声、颗粒群散射以及干扰气体的影响。应用该算法在给定光程下分别对一种气体和几种气体的混合物,以及在不同光程下同一浓度的气体进行了数值模拟。结果表明,该算法具有良好的抗噪声和抗干扰性能,并且浓度反演误差基本在1%以内,研究还给出了在不同光程下对浓度值极高或极低(mg/m3)的待测气体“测量”结果的比较。 展开更多
关键词 差分吸收光谱 浓度反演 抗噪声 抗干扰 颗粒 群散射 数值模拟
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颗粒物Mie散射对差分吸收光谱技术的影响 被引量：13
4
作者 邵理堂 王式民 +1 位作者 汤光华 许传龙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期594-601,共8页
差分吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放在线监测时,由于烟气中烟尘颗粒物含量较高,烟尘颗粒物Mie散射引起的消光对准确反演气体浓度应有一定影响。通过对1～10μm烟尘颗粒物Mie散射对DOAS影响的数值模拟和实验研究得出,烟尘颗... 差分吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放在线监测时,由于烟气中烟尘颗粒物含量较高,烟尘颗粒物Mie散射引起的消光对准确反演气体浓度应有一定影响。通过对1～10μm烟尘颗粒物Mie散射对DOAS影响的数值模拟和实验研究得出,烟尘颗粒物的散射光强与颗粒粒径分布、颗粒数密度有关,随着颗粒粒径和颗粒数密度增加,气体的差分吸收度随之而增加,差分吸收度曲线的频率特性发生变化,传统DOAS算法中的应用多项式滤波已无法消除颗粒物Mie散射对气体差分吸收度的影响,气体浓度的反演结果远远偏离真实值。 展开更多
关键词 散射 差分吸收光谱术 MIE散射 粒径分布 浓度反演
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基于直接吸收峰峰值标定的气体浓度反演方法研究 被引量：12
5
作者 邓瑶 唐雯 +5 位作者 李峥辉 钟尚文 邹丽昌 卢志民 林尖 姚顺春 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第3期317-324,共8页
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术利用了半导体激光器可调谐和窄线宽的特性,具有高选择性和高灵敏度,可以在气体成分复杂、高温等恶劣环境下准确测量CO_(2)。基于TDLAS的扫描波长直接吸收(SDAS)技术是常用的气体浓度反演方法,针对... 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术利用了半导体激光器可调谐和窄线宽的特性,具有高选择性和高灵敏度,可以在气体成分复杂、高温等恶劣环境下准确测量CO_(2)。基于TDLAS的扫描波长直接吸收(SDAS)技术是常用的气体浓度反演方法,针对该方法反演气体浓度时采用的吸光度积分法需要准确获得频域信息,从而导致系统结构复杂的问题,本文提出了基于直接吸收峰峰值标定的气体浓度反演方法。首先利用HITRAN2016光谱数据库建立CO_(2)数值仿真模型,并参考电厂尾部烟道内高温和高浓度的CO_(2)环境,分析了吸收峰峰值随浓度(10%~20%)和温度(298~338 K)的理论变化规律,然后将理论规律作为建立实际吸收峰峰值浓度标定模型和温度修正曲线的参考依据。通过搭建基于TDLAS的CO _(2)检测实验系统,验证了所提方法应用于浓度测量的可行性。研究结果显示,采用峰值标定法反演得到的CO_(2)浓度的相对误差均方值为1.08%,验证了利用吸收峰峰值标定的气体浓度反演方法在高浓度CO_(2)准确测量方面的可行性。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光吸收光谱 直接吸收 吸收峰峰值 浓度反演 温度修正
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深度神经网络在红外光谱定量分析VOCs中的应用 被引量：10
6
作者 张强 魏儒义 +3 位作者 严强强 赵玉迪 张学敏 于涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1099-1106,共8页
鉴于浅层人工神经网络(ANN)需要依靠先验知识进行人工提取特征,同时较浅的网络结构限制了神经网络学习复杂非线性关系的能力,将深度神经网络(DNN)应用于利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对多组分易挥发性有机物(VOCs)进行的浓度反演研究,... 鉴于浅层人工神经网络(ANN)需要依靠先验知识进行人工提取特征,同时较浅的网络结构限制了神经网络学习复杂非线性关系的能力,将深度神经网络(DNN)应用于利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对多组分易挥发性有机物(VOCs)进行的浓度反演研究,并利用仿真实验验证了算法的有效性。从美国环境保护署(EPA)的数据库中选取了包括苯、甲苯、 1,3-丁二烯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯在内的八种VOCs气体在8~12μm波长范围内的吸光度谱,每种气体有四种不同浓度下的谱线,依据Beer-Lambert定律从每种VOCs气体中选择一种浓度下的吸光度谱进行混合,得到65 536种不同的VOCs混合气体吸光度谱样本。随机选择5 000组混合气体的吸光度谱,其中4 000组作为训练样本, 1 000组作为预测样本。通过积分提取和主成分提取对光谱矩阵进行降维预处理,将光谱维度从3 457维降到30维。将光谱矩阵经过预处理后得到的新矩阵作为网络输入,对应八种VOCs的浓度矩阵作为输出,建立了30-25-15-10-8的深度神经网络回归预测模型来实现多组分VOCs浓度反演,反演得到样本的均方根误差为0.002 7×10-6,相比于前人利用非线性偏最小二乘拟合、人工神经网络等方法拟合的精度有了明显的提高。每种VOCs气体的均方根误差均不超过0.005×10-6,每个样本的均方根误差均不超过0.006×10-6,证明了深度神经网络预测模型具有良好的非线性拟合能力和良好的稳定性。当训练样本不足(典型值:小于500)时,深度神经网络无法充分地学习,网络误差较大,精度低于单隐藏层的人工神经网络,但随着训练样本数量的增加,深度神经网络的精度不断提高,当训练样本数充足时,相比浅层的人工神经网络,深度神经网络具有更强的非线性关系学习能力,预测精度更高,模型更为稳定。同时,由于训练前对光谱矩阵进行了降维处� 展开更多
关键词 深度神经网络 傅里叶变换红外光谱 易挥发性有机物 浓度反演 多组分分析
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利用小波变换消除颗粒物Mie散射对DOAS技术的影响 被引量：9
7
作者 邵理堂 汤光华 +1 位作者 许传龙 王式民 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期444-448,共5页
为消除烟气中颗粒物Mie散射对差分吸收光谱(DOAS)法反演气体浓度的影响,提出了多项式结合小波变换的滤波方法.数值研究结果表明:对不同的颗粒物浓度和不同的气体浓度,采用该滤波方法都能够大幅度降低气体浓度的反演误差,且小波变换的层... 为消除烟气中颗粒物Mie散射对差分吸收光谱(DOAS)法反演气体浓度的影响,提出了多项式结合小波变换的滤波方法.数值研究结果表明:对不同的颗粒物浓度和不同的气体浓度,采用该滤波方法都能够大幅度降低气体浓度的反演误差,且小波变换的层数随颗粒物浓度的增加而增加.实验研究表明:基于该滤波方法的DOAS技术,对0～1377.2mg/m3范围内的SO2气体,其浓度反演误差大都在10%以内,零点漂移由50.96mg/m3降为9.96mg/m3,提高了DOAS技术的测量精度. 展开更多
关键词 差分吸收光谱 多项武滤波 小波变换 MIE散射 浓度反演
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高温氨逃逸激光原位监测的浓度反演算法 被引量：9
8
作者 何莹 张玉钧 +2 位作者 王立明 尤坤 高彦伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期897-901,共5页
对烟气脱硝后的氨逃逸进行准确、灵敏、快速监测,避免氨气对环境的二次污染是工业和环保领域的工作重点之一。选择氨气1.53μm的单根吸收谱线为目标谱线,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)和波长快速扫描技术研究了高温烟气氨逃... 对烟气脱硝后的氨逃逸进行准确、灵敏、快速监测,避免氨气对环境的二次污染是工业和环保领域的工作重点之一。选择氨气1.53μm的单根吸收谱线为目标谱线,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)和波长快速扫描技术研究了高温烟气氨逃逸原位监测方法,并设计了相应的开放光路测量系统。分析了高温环境下温度对测量的影响,研究了温度修正方法,并设计了烟道现场氨浓度免定标精确反演算法,由实验得出最大相对检测误差为1.5%。通过工业现场的安装运行验证了文中系统的工程实用性和算法的可靠性,对于我国工业脱硝过程的监控和烟气安全排放起有效的技术支持。 展开更多
关键词 氨逃逸 激光吸收光谱 温度修正 浓度反演 原位监测
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氨气激光在线检测中浓度精确反演的研究 被引量：8
9
作者 何莹 张玉钧 +1 位作者 王立明 尤坤 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期421-426,共6页
氨气是大气中含量最为丰富的碱性痕量气体,氨浓度检测是近年来环境和农业领域的一个重要研究方向。利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,结合波长高频扫描技术和多次反射池技术设计了氨气激光在线检测系统。通过激光中心波长锁定... 氨气是大气中含量最为丰富的碱性痕量气体,氨浓度检测是近年来环境和农业领域的一个重要研究方向。利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,结合波长高频扫描技术和多次反射池技术设计了氨气激光在线检测系统。通过激光中心波长锁定、背景基线拟合、吸收线型拟合、光强归一化和线性最小二乘拟合算法实现了氨浓度的精确反演。分析了系统性能,在24.32m光程下系统检测限为0.157mg/m3。使用该浓度反演方法实现了氨气的高灵敏、高精确在线检测。 展开更多
关键词 激光技术 氨气 浓度反演
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基于紫外差分吸收光谱法的SF_6分解组分CS_2定量检测 被引量：8
10
作者 崔兆仑 孟凡生 +2 位作者 程政 李亚龙 张晓星 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期4389-4396,共8页
SF_6作为电气绝缘设备中最常用的绝缘气体,对它的分解组分的检测与研究是相关设备故障诊断和在线监测的重要内容。CS_2作为一种常见的固体绝缘缺陷下的SF_6特征分解产物,在紫外190~210nm波段具有很强的吸收特性。基于紫外差分吸收光谱技... SF_6作为电气绝缘设备中最常用的绝缘气体,对它的分解组分的检测与研究是相关设备故障诊断和在线监测的重要内容。CS_2作为一种常见的固体绝缘缺陷下的SF_6特征分解产物,在紫外190~210nm波段具有很强的吸收特性。基于紫外差分吸收光谱技术,搭建针对CS_2的紫外光谱检测平台。首先通过实验获得不同浓度CS_2的紫外吸收光谱,再利用基线扣除、小波处理等手段提取吸收光谱中的有效信号,消除了光谱中的高低频噪声,通过快速傅里叶变换(FFT)将光谱信息转换到频域,建立气体浓度与光谱频域特征值之间的线性关系。研究表明,该方法对CS_2检测重复性好,在10~200nL/L范围内的线性拟合度高(R_2=0.999 6),检出下限为2.584nL/L/m,为SF6绝缘设备分解组分中痕量CS_2的在线监测提供了技术支持。 展开更多
关键词 CS2 SF6 紫外差分吸收光谱 浓度反演 在线监测
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差分吸收光谱法(DOAS)测量污染气体浓度的实验研究 被引量：4
11
作者 邵理堂 汤光华 +1 位作者 许传龙 王式民 《锅炉技术》 北大核心 2008年第2期13-17,共5页
利用差分吸收光谱法(DOAS)对SO2气体进行了实验研究,对光谱数据的处理方法、反演波段、反演波长间隔以及240 nm以下的紫外光对SO2的光解作用进行了分析。实验结果表明:遗传算法对短光程低浓度气体的浓度反演具有较高精度;不同浓度的SO2... 利用差分吸收光谱法(DOAS)对SO2气体进行了实验研究,对光谱数据的处理方法、反演波段、反演波长间隔以及240 nm以下的紫外光对SO2的光解作用进行了分析。实验结果表明:遗传算法对短光程低浓度气体的浓度反演具有较高精度;不同浓度的SO2气体其最小误差所对应的反演波段是不同的,通过寻优可以大幅度提高浓度反演精度和DOAS方法的测量上限。而反演波长间隔大于15 nm后,浓度反演误差基本不变。 展开更多
关键词 差分吸收光谱 遗传算法 浓度反演 反演波段 光解
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TDLAS一氧化碳浓度检测系统误差分配 被引量：7
12
作者 潘云 李颐 颜昌翔 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1539-1548,共10页
在利用可调谐二极管激光吸收光谱技术测量一氧化碳(CO)气体浓度时,反演精度受光强、温度、压强等的影响,需要对系统的总体误差进行分析与分配。为了提高TDLAS的测量精度,降低多项误差对测量的影响,本文提出了对系统各个测量误差的分配... 在利用可调谐二极管激光吸收光谱技术测量一氧化碳(CO)气体浓度时,反演精度受光强、温度、压强等的影响,需要对系统的总体误差进行分析与分配。为了提高TDLAS的测量精度,降低多项误差对测量的影响,本文提出了对系统各个测量误差的分配方法。首先建立了CO浓度反演的误差模型,基于二次谐波测量原理引入了二次谐波峰值、光强、驱动电流、温度、压强和光程几项误差;其次,利用随机化方法分别研究了系统各项误差对浓度误差的影响,并通过数值拟合的方法推导了浓度误差与各项误差的关系,比较了浓度误差对各项误差变化的灵敏度;最后,根据求得的灵敏度关系,综合考虑浓度测量要求以及现有器件的工艺水平,对各项误差进行了合理、有效的分配。利用蒙特卡洛法对本文所提出的各项误差分配方案进行了仿真,仿真结果表明,在CO体积分数为2.5%时,该误差分配方案可使浓度测量的绝对误差小于0.025%。在实验室条件下对体积分数为2.5%的CO进行了测量,其绝对误差小于0.01%,实现了对CO气体浓度的高精度反演。本文的研究结果保证了TDLAS浓度检测系统在多项误差影响下的测量精度,同时,可有效降低系统的设计难度和经济成本,对仪器的开发和应用具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 一氧化碳(CO) 浓度反演 误差分配 蒙特卡洛法
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基于高分卫星数据的龙泉湖水质富营养化分析与评价 被引量：7
13
作者 梁伟林 白金平 +2 位作者 李玉霞 李海元 叶雪辉 《地质灾害与环境保护》 2016年第2期57-62,共6页
为了研究成都市水质富营养化情况,选取了龙泉湖作为研究对象,通过对龙泉湖实地采集水样以及高分一号实时遥感影像数据进行处理,准确地评价出了龙泉湖水体所处的富营养级别。通过对龙泉湖实地数据进行水样参数浓度测量以及实地光谱曲线处... 为了研究成都市水质富营养化情况,选取了龙泉湖作为研究对象,通过对龙泉湖实地采集水样以及高分一号实时遥感影像数据进行处理,准确地评价出了龙泉湖水体所处的富营养级别。通过对龙泉湖实地数据进行水样参数浓度测量以及实地光谱曲线处理,获得相关的水质反演所需的敏感波段或者波段组合,得出了5个水质参数的反演公式,既而对校正预处理过的高分一号遥感数据进行富营养等级评价。在对各个评价的指标参数进行分析后,选择适合龙泉湖富营养状态评价的叶绿素chl_a、总磷TP、总氮TN、透明度SD、高锰酸盐CODmn五个参数指标,利用综合营养状态指数法对整体水域进行水质富营养化评价,得出龙泉湖目前处于中度营养状态,并初步进行了准确性分析论证。 展开更多
关键词 龙泉湖 富营养化 遥感影像 高分一号卫星 浓度反演
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FTIR光谱高温气体浓度反演方法及残差结构分析 被引量：6
14
作者 程巳阳 张天舒 +3 位作者 高闽光 刘志明 童晶晶 金岭 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期82-85,共4页
从理论和实验两方面分析了光谱线线宽随温度的变化规律。将HITRAN数据库中常温下的线强参数修正到了测量温度,进而得到合成校准光谱。将合成校准光谱和实验测得的光谱进行非线性最小二乘拟合,得到了不同温度下标准气体CO浓度。这种反演... 从理论和实验两方面分析了光谱线线宽随温度的变化规律。将HITRAN数据库中常温下的线强参数修正到了测量温度,进而得到合成校准光谱。将合成校准光谱和实验测得的光谱进行非线性最小二乘拟合,得到了不同温度下标准气体CO浓度。这种反演算法的浓度误差在常温下不超过5%,具有很高的精度,但随温度升高浓度误差逐渐增大。从残差光谱曲线看,温度升高,残差曲线中有与分析组分CO结构相同的明显结构。而且温度越高,这种结构越明显并且不能通过增加拟合次数来消除这种结构。实验结果与理论分析的对比表明,较高温度下出现的反演误差主要是由合成校准谱的温度修正方法不适用于高温气体所致。这些结果对于准确修正光谱线参数以及怎样更准确反演高温下气体浓度的进一步研究都有重要意义。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 高温气体 浓度反演 残差
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基于DOAS方法烟气中NH_3对NO浓度测量的干扰补偿 被引量：6
15
作者 许康 王一红 +4 位作者 周宾 汤光华 韩少鹏 程禾尧 李可 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第12期121-125,144,共6页
基于紫外差分光谱（DOAS）技术,针对烟气中NH_3与NO共存的现象,研究不同浓度与温度下NH_3在223~228 nm波段的吸收规律。通过插值获取单位浓度NH_3对NO干扰的基础光谱数据库,根据NH_3不同温度下的差分吸收截面峰值与180℃的差分吸收截面... 基于紫外差分光谱（DOAS）技术,针对烟气中NH_3与NO共存的现象,研究不同浓度与温度下NH_3在223~228 nm波段的吸收规律。通过插值获取单位浓度NH_3对NO干扰的基础光谱数据库,根据NH_3不同温度下的差分吸收截面峰值与180℃的差分吸收截面峰值之比同温度的对应关系拟合温度补偿函数。利用这两个补偿函数分别对不同浓度与温度下NH_3和NO的混合气体进行实验研究。结果表明：使用提出的校正方法可以有效地消除NH_3对NO浓度反演的影响。 展开更多
关键词 DOAS 氨气 一氧化氮 浓度反演 温度补偿
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红外光谱法测量城市空气中CH4浓度 被引量：5
16
作者 童晶晶 高闽光 +5 位作者 刘志明 张天舒 徐亮 魏秀丽 陈军 刘文清 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期166-168,共3页
利用自行组建的开放光路傅里叶变换红外光谱测量系统对北京燕山石化地区大气中的甲烷进行了连续监测,对测量光谱进行了浓度反演,并对浓度结果做了简单分析。实验表明,该测量系统性能稳定,能以非接触的方式对空气中多种气体进行连续在线... 利用自行组建的开放光路傅里叶变换红外光谱测量系统对北京燕山石化地区大气中的甲烷进行了连续监测,对测量光谱进行了浓度反演,并对浓度结果做了简单分析。实验表明,该测量系统性能稳定,能以非接触的方式对空气中多种气体进行连续在线监测,能及时反应测量区域内污染信息,较好地适应工业上气体污染监测的需要。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 在线监测 长光程开放光路 浓度反演
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差分吸收光谱技术在线监测烟气浓度的反演算法 被引量：5
17
作者 邵理堂 王式民 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第10期86-89,共4页
传统差分吸收光谱技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对固定污染源排放的低浓度污染气体或双组份污染气体同时测量却存在较大的浓度反演误差。文中采用遗传算法对各种浓度污染气体的实测光谱数据进行了... 传统差分吸收光谱技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对固定污染源排放的低浓度污染气体或双组份污染气体同时测量却存在较大的浓度反演误差。文中采用遗传算法对各种浓度污染气体的实测光谱数据进行了浓度反演计算。研究结果表明：在气体浓度低于250 mg/m3范围内,遗传算法的反演精度明显优于传统算法,反演误差都在10%以内;在250~5 000 mg/m3范围内,与传统算法相当;超过5 g/m3后,遗传算法的反演误差较大。在同一波段范围内,同时反演双组份气体浓度时,遗传算法具有较高的反演精度。同时,遗传算法的零点误差远小于传统算法。 展开更多
关键词 差分吸收光谱法 烟气浓度 在线监测 浓度反演 遗传算法
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短光程下差分吸收光谱法测量低浓度污染气体的反演算法 被引量：5
18
作者 邵理堂 汤光华 +1 位作者 许传龙 王式民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第23期65-70,共6页
传统差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对于短光程、低浓度污染气体测量却存在较大的浓度反演误差。该文提出了一种新的光谱数据处理... 传统差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对于短光程、低浓度污染气体测量却存在较大的浓度反演误差。该文提出了一种新的光谱数据处理方法,并对信噪比较低的实测光谱数据进行了浓度反演。研究结果表明:气体浓度在0～150mg/m3范围内,新算法的反演精度明显优于传统算法,反演误差都在10%以内;在150～4000mg/m3范围内与传统算法相当;超过4000mg/m3后新算法的反演误差较大。新算法具有良好的抗烟尘干扰能力,其零点误差较传统算法减小了95%以上。与传统DOAS算法相结合可以获得较宽的动态测量范围。 展开更多
关键词 差分吸收光谱法 最小二乘算法 短光程 低浓度 污染物 浓度反演
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差分光学吸收光谱法在线监测烟气中SO_2浓度的非线性补偿研究 被引量：5
19
作者 陆剑敏 邵理堂 +1 位作者 汤光华 王式民 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第6期859-862,共4页
差分光学吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气中污染气体SO2浓度较高将产生非线性吸收问题。提出了一种非线性补偿方法,即将实际浓度所对应的气体分压与反演结果所对应的气体分压之比与反演结果之间的对应关系拟合成... 差分光学吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气中污染气体SO2浓度较高将产生非线性吸收问题。提出了一种非线性补偿方法,即将实际浓度所对应的气体分压与反演结果所对应的气体分压之比与反演结果之间的对应关系拟合成补偿函数,利用此补偿函数对反演结果进行非线性补偿。实验结果表明:该补偿方法能较好地减低高浓度气体非线性吸收产生的影响,可提高气体浓度反演精度。 展开更多
关键词 差分光学吸收光谱 非线性补偿 浓度反演 在线测量
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采用开放光路FTIR光谱法的1,3-丁二烯测量研究 被引量：5
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作者 童晶晶 高闽光 +2 位作者 徐亮 魏秀丽 刘文清 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期239-243,共5页
为验证利用开放光路傅里叶变换红外光谱法(OP-FTIR)测量工业区环境大气中1,3-丁二烯浓度的可行性,首先在实验室对配置的已知浓度的标准气体进行了测量研究。利用自行搭建的基于Bruker公司IR-Cube光谱仪的开放光路FTIR测量系统对不同浓度... 为验证利用开放光路傅里叶变换红外光谱法(OP-FTIR)测量工业区环境大气中1,3-丁二烯浓度的可行性,首先在实验室对配置的已知浓度的标准气体进行了测量研究。利用自行搭建的基于Bruker公司IR-Cube光谱仪的开放光路FTIR测量系统对不同浓度的1,3-丁二烯进行了测量,然后结合QASOFT数据库1,3-丁二烯的吸光度信息,利用非线性最小二乘拟合算法(NLLS)对测量光谱进行了浓度反演,并对测量系统作了线性标定。实验结果表明,开放光路FTIR测量系统性能稳定;系统响应快;线性度好,线性相关系数为0.998;系统对于1,3-丁二烯的检测下限约为18.77 mg.m-2。实验研究表明,OP-FTIR系统能用于区域环境大气的1,3-丁二烯的监测和研究,开放光路FTIR方法能够作为1,3-丁二烯的一种分析检测技术。 展开更多
关键词 开放光路 傅里叶变换红外光谱 1 3-丁二烯 浓度反演
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