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基于紫外差分-自适应干扰对消的NO浓度高精度检测技术
1
作者 邓勤 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1054-1060,共7页
为实现机动车尾气高精度监测,提出一种高精度宽量程NO测量方法。针对尾气中SO_(2)及NO在紫外波段存在吸收峰重合从而无法直接进行单组分气体反演问题,首先用紫外差分光学吸收光谱(ultra-violet differential optical absorption spectro... 为实现机动车尾气高精度监测,提出一种高精度宽量程NO测量方法。针对尾气中SO_(2)及NO在紫外波段存在吸收峰重合从而无法直接进行单组分气体反演问题,首先用紫外差分光学吸收光谱(ultra-violet differential optical absorption spectroscopy,UV-DOAS)法计算得到混合气体在NO敏感波段(200 nm~230 nm)的差分光学密度(differential optical density,DOD),并引入自适应干扰对消技术以实现混合气体DOD的快速分离,最终利用最小二乘法对分离出的NO进行浓度反演。该方法可实现100×10^(−6)~3000×10^(−6)范围内NO浓度(气体的体积分数)快速反演,经测试,在100×10^(−6)~200×10^(−6)浓度范围内反演相对误差绝对值小于10%,在300×10^(−6)~3000×10^(−6)浓度范围内,反演相对误差绝对值小于5%。该方法具有测量量程大、速度快的特点,可满足汽车尾气中3000×10^(−6)范围内NO浓度测量要求。 展开更多
关键词 紫外差分光学吸收光谱 差分光学密度 自适应干扰对消 最小二乘法 混合气体浓度反演 递归最小二乘法
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多通道差分吸光度用于颅内血肿快速检测 被引量：6
2
作者 王金海 刘东远 +3 位作者 王慧泉 张彦军 孙秋明 马军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3205-3209,共5页
近红外光密度差异法检测创伤性硬膜血肿具有快速、无创等优点,是近几年组织光学的研究热点,在急救临床上有着重要应用。为了进一步提高对颅脑外伤患者血肿程度的检测精度,采用多通道差分吸光度方法获得头部左右对称吸光度数据,即利用与... 近红外光密度差异法检测创伤性硬膜血肿具有快速、无创等优点,是近几年组织光学的研究热点,在急救临床上有着重要应用。为了进一步提高对颅脑外伤患者血肿程度的检测精度,采用多通道差分吸光度方法获得头部左右对称吸光度数据,即利用与近红外光源距离不同的5个检测器采集颅脑对称位置的光密度信息,计算对称位置的差分吸光度,利用偏最小二乘法建立脑部光学吸收系数与差分吸光度数据之间的校正模型,实现对颅内硬膜血肿程度的预测。可以检测具有不同头皮颅骨厚度患者是否出现硬膜血肿,也可预测脑血肿程度。模型仿真预测结果显示,所建立预测模型对硬膜血肿部分的光学吸收系数预测平均相对误差为11.16%,对血肿发生深度预测平均相对误差小于1%,基本满足创伤性硬膜血肿程度的无创检测需求。将多通道差分吸光度法引入到脑部血肿近红外光谱无创检测中来,可以明显消除个体差异对检测结果的影响,有效提高脑血肿检测精度,并能实现对患者脑血肿程度的预测,该方法为近红外光谱脑部检测研究提供了新的思路和重要参考。 展开更多
关键词 创伤性硬膜血肿 近红外光密度差异 多通道差分吸光度
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算法融合的差分吸收光谱法烟气SO_2浓度在线监测研究 被引量：4
3
作者 汤光华 许传龙 +3 位作者 邵理堂 杨道业 周宾 王式民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1036-1040,共5页
过去几十年中差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)在大气污染物监测方面取得了成功应用。文章提出了根据差分吸光度最大值(OD′m)设定阈值的思想,将传统DOAS算法与基于卡尔曼滤波的DOAS算法相结合,利... 过去几十年中差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)在大气污染物监测方面取得了成功应用。文章提出了根据差分吸光度最大值(OD′m)设定阈值的思想,将传统DOAS算法与基于卡尔曼滤波的DOAS算法相结合,利用两种算法在相同信噪比下具有不同反演精度的特点,在保证测量精度的前提下提高了DOAS系统的检测极限,较好地解决了短光程下低浓度气体的测量精度问题。在常温常压和流动状态下,对烟气中的SO2浓度测量进行了理论和实验研究。研究结果表明,改进的DOAS算法在OD′m<0.0481时,SO2浓度测量精度较高,测量下限可低于28.6mg·m-3,零点漂移低于2.9mg·m-3;传统DOAS算法在0.0481<OD′m<0.9272时,SO2浓度测量精度较高;两种算法对OD′m>0.9272时的SO2浓度测量都存在较大的误差,必须进行线性度校正。 展开更多
关键词 差分吸收光谱 卡尔曼滤波 算法融合 差分吸光度最大值 烟气浓度监测 检测下限
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基于非线性标准差模型的差分光学吸收光谱技术烟气浓度测量 被引量：4
4
作者 李红莲 魏永杰 +1 位作者 贾浩 陈文亮 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1344-1349,共6页
采用差分光学吸收光谱(DOAS)技术测量烟气时,需采用非线性补偿方法来提高测量精度。本文基于自行研制的DOAS技术烟气测量系统,对SO_2和NO标准气体进行了单一气体的建模实验,提出了利用差分光学密度标准差和气体浓度之间关系的非线性模... 采用差分光学吸收光谱(DOAS)技术测量烟气时,需采用非线性补偿方法来提高测量精度。本文基于自行研制的DOAS技术烟气测量系统,对SO_2和NO标准气体进行了单一气体的建模实验,提出了利用差分光学密度标准差和气体浓度之间关系的非线性模型预测烟气浓度的方法,并以此测量了SO_2和NO单一组分及混合气体的浓度,将实验结果与传统最小二乘法的反演浓度进行了对比。结果显示,测量单一气体时,得到的两种气体非线性模型的判定系数R^2分别为0.999 6和0.999 5,SO_2的满量程误差为±0.7%,最大误差为2.6%和2.8%,明显优于最小二乘法反演最大误差-16.1%和-19.9%;测量混合气体时,最大误差由传统方法的-24.6%和-28.1%减小至-4.8%和5.2%。结果表明,本文方法可提高烟气测量的准确度。 展开更多
关键词 差分光学吸收光谱(DOAS)技术 差分光学密度 标准差 烟气
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基于差分光密度差异的组织内异质体的快速定位方法 被引量：1
5
作者 王慧泉 任丽娜 +2 位作者 赵喆 王金海 陈洪丽 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3362-3367,共6页
基于近红外光谱法对组织内的异质体进行无创检测时,光源-探测器(S-D)相对于异质体的位置对检测效果有着重要影响。为实现对组织内异质体的快速定位,该研究基于一源多探的检测结构针对不同水平位置、不同深度和不同直径的异质体进行光密... 基于近红外光谱法对组织内的异质体进行无创检测时,光源-探测器(S-D)相对于异质体的位置对检测效果有着重要影响。为实现对组织内异质体的快速定位,该研究基于一源多探的检测结构针对不同水平位置、不同深度和不同直径的异质体进行光密度分布有限元分析,计算各探测器之间的差分光密度差异。仿真实验结果表明,根据多探测器形成的差分光密度差异曲线可快速定位组织内异质体的水平位置。曲线的高斯拟合特征量与异质体的水平位置、深度和直径有着强相关性。基于差分光密度差异曲线可以实现组织内感兴趣区域的快速定位,对采用近红外光谱法的组织肿瘤检测、光学脑功能成像等领域的源-探位置放置提供重要参考,提高其检测精度。 展开更多
关键词 近红外光谱 异质体检测 差分光密度差异 高斯拟合
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DOAS技术中差分吸收光学密度获取方法 被引量：4
6
作者 李素文 刘文清 +3 位作者 杨一军 李淮江 侯俊钦 司福祺 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期50-53,共4页
针对差分吸收光谱技术(DOAS)获取差分吸收光学密度(OD)的技术特点,本文提出采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)来逼近DOAS测量谱中慢变成分,并依次获得痕量气体差分吸收光学密度。该方法根据DOAS系统获得测量谱的特点进行自适应调整网... 针对差分吸收光谱技术(DOAS)获取差分吸收光学密度(OD)的技术特点,本文提出采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)来逼近DOAS测量谱中慢变成分,并依次获得痕量气体差分吸收光学密度。该方法根据DOAS系统获得测量谱的特点进行自适应调整网络参数,因此能较精确地分离慢变部分和快变部分。利用SO2样气进行实验,结果表明ANIFIS比多项式函数更为灵活。基于AINFIS网络获取的OD进行浓度反演,提高了DOAS反演精度。 展开更多
关键词 DOAS 差分吸收光学密度 自适应神经模糊推理系统 慢变 逼近
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