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可调谐二极管吸收光谱痕量气体浓度算法的研究 被引量：39
1
作者 王晓梅 张玉钧 +5 位作者 刘文清 阚瑞锋 王铁栋 王敏 刘建国 董凤忠 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期717-719,722,共4页
基于可调谐二极管激光吸收光谱学的大气痕量气体在线监测分析仪具有高灵敏、快速响应和高选择性的特点。分析了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)二次谐波信号的特征,以高浓度谐波信号作为标准,采用线性最小二乘拟合的方法对谐波信号进... 基于可调谐二极管激光吸收光谱学的大气痕量气体在线监测分析仪具有高灵敏、快速响应和高选择性的特点。分析了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)二次谐波信号的特征,以高浓度谐波信号作为标准,采用线性最小二乘拟合的方法对谐波信号进行数值拟合,高精度的反演出了痕量气体浓度值。并对标准信号和检测信号之间的相关系数和浓度反演规律进行了研究。以甲烷气体的测量信号和浓度反演为例,验证了算法。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS) 数字信号处理 最小二乘拟合
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可调谐二极管激光吸收光谱法监测环境空气中甲烷的浓度变化 被引量：32
2
作者 阚瑞峰 刘文清 +6 位作者 张玉钧 刘建国 董凤忠 王敏 高山虎 陈军 王晓梅 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1217-1220,共4页
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体在特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或定量分析。通过该方法对环境空气中甲烷(CH4)的含量进行了长时间的监测。以室温下工作的近... 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体在特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或定量分析。通过该方法对环境空气中甲烷(CH4)的含量进行了长时间的监测。以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器作为光源;使用多次反射池增加吸收光程来提高检测灵敏度;并且使用了二次谐波检测技术进一步降低了检测限,使检测限低于0.087 mg/m3,满足了对环境空气中甲烷进行监测的需要。 展开更多
关键词 光谱学 痕量气体监测仪 可调谐二极管激光吸收光谱 谐波探测
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基于小波变换的差分吸收光谱数据处理方法 被引量：35
3
作者 李素文 谢品华 +5 位作者 李玉金 秦敏 司福琪 李昂 刘建国 刘文清 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1601-1604,共4页
差分光学吸收光谱法(DOAS)已经成为测量大气中微量气体成分含量常用的方法,该方法是通过窄带分子的特征吸收波段来区分微量气体种类;并基于最小二乘原理,利用测量的大气光谱的差分吸收截面与标准的吸收截面进行拟合,确定待测气体的浓度... 差分光学吸收光谱法(DOAS)已经成为测量大气中微量气体成分含量常用的方法,该方法是通过窄带分子的特征吸收波段来区分微量气体种类;并基于最小二乘原理,利用测量的大气光谱的差分吸收截面与标准的吸收截面进行拟合,确定待测气体的浓度。但在实际测量中由于系统噪声叠加在吸收光谱上,会影响测量精度。差分吸收光谱系统中惯用的方法采用多项式平滑滤波去除噪声,提出利用软阈值小波变换去噪,并对实验结果进行比较,发现软阈值小波去噪,可以提高差分吸收光谱系统的测量精度,降低差分吸收光谱系统的检测限。 展开更多
关键词 大气光学 差分光学吸收光谱法 去噪 小波变换 软阈值
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我国大气环境立体监测技术及应用 被引量：34
4
作者 刘文清 陈臻懿 +1 位作者 刘建国 谢品华 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第30期3196-3207,共12页
大气环境是一个十分复杂的动态系统,大气气溶胶及其气态前体物、大气成分及环境要素分布在从大气边界层、对流层到平流层的垂直空间里,具有显著的时间和空间变化特征以及典型的地理环境气候区域特征,影响着空气质量、气候变化.提高大气... 大气环境是一个十分复杂的动态系统,大气气溶胶及其气态前体物、大气成分及环境要素分布在从大气边界层、对流层到平流层的垂直空间里,具有显著的时间和空间变化特征以及典型的地理环境气候区域特征,影响着空气质量、气候变化.提高大气环境的监测技术水平,发展遥感观测手段,实现对大气环境的在线、快速、立体探测,对于了解大气中各种成分的动态变化过程、源汇机制以及其对环境、气候的影响等具有重要意义.近年来,日新月异的激光/波谱技术促进了大气立体监测技术的发展,以光学探测和光谱数据解析为核心的各种立体监测技术以高灵敏度、高分辨率、高选择性、多组分以及实时等优势在大气、环境、气象、空间、遥感以及军事领域得到了广泛的应用.通过光与大气中物质相互作用产生的吸收、散射、发射等过程,形成了多种探测技术,实现了对大气痕量气体、大气气溶胶、温室气体、大气风场、水汽、温度以及多种大气污染成分的快速、实时探测,并通过光波的遥感特性,在地基、车载、机载及星载多平台上对大气多种成分、大气参数进行多尺度的探测. 展开更多
关键词 立体监测 环境光学 大气环境
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基于支持向量机回归的水体重金属激光诱导击穿光谱定量分析研究 被引量：33
5
作者 王春龙 刘建国 +10 位作者 赵南京 马明俊 王寅 胡丽 张大海 余洋 孟德硕 章炜 刘晶 张玉钧 刘文清 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期307-312,共6页
建立了基于自适应核的激光诱导击穿光谱支持向量机回归定量分析模型。通过石墨富集、洛伦兹拟合和碳内标归一化,增强等离子体信号强度,减小环境噪声和能量抖动对水体重金属浓度测量的影响。实现了基于支持向量机回归智能算法的激光诱导... 建立了基于自适应核的激光诱导击穿光谱支持向量机回归定量分析模型。通过石墨富集、洛伦兹拟合和碳内标归一化,增强等离子体信号强度,减小环境噪声和能量抖动对水体重金属浓度测量的影响。实现了基于支持向量机回归智能算法的激光诱导击穿光谱定量分析。铅铜的平均相对标准偏差分别为6.4361%和6.9291%,最大相对标准偏差分别为9.1009%和8.9280%,平均相对误差分别为1.6765%和1.2478%,最大相对误差分别为5.5759%和4.2604%,相关系数分别为0.9979和0.9997。该研究为进一步实现水中痕量金属元素的快速定量分析提供了方法和数据参考。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 支持向量机回归 重金属 石墨
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不同水体中溶解有机物的荧光光谱特性研究 被引量：28
6
作者 赵南京 刘文清 +6 位作者 刘建国 张玉均 李宏斌 丁志群 李卫华 周孟然 杨立书 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1077-1079,共3页
用激光诱导荧光(laserinducedfluorescence,LIF)方法对几种不同水体中溶解有机物(dissolvedorganicmatter,DOM)的荧光光谱进行了测量和分析,给出了不同浓度腐殖酸的归一化荧光强度与浓度的关系。结果表明,可用此种方法进行有效的水体质... 用激光诱导荧光(laserinducedfluorescence,LIF)方法对几种不同水体中溶解有机物(dissolvedorganicmatter,DOM)的荧光光谱进行了测量和分析,给出了不同浓度腐殖酸的归一化荧光强度与浓度的关系。结果表明,可用此种方法进行有效的水体质量监测。 展开更多
关键词 激光诱导荧光(LIF) 溶解有机物(DOM) 荧光光谱 水体质量监测
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长江三角洲地区农用地土壤重金属污染状况与防治建议 被引量：31
7
作者 甘婷婷 赵南京 +5 位作者 殷高方 马明俊 孟德硕 方丽 杨瑞芳 刘文清 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2021年第1期174-184,共11页
长江三角洲地区(简称长三角地区)是我国重要的工农业生产基地,关注该地区农用地土壤重金属污染状况对促进地区经济社会良性发展、保障生态环境安全具有重要意义。本文根据近20年发表的长三角地区农用地土壤重金属相关文献中的重金属含... 长江三角洲地区(简称长三角地区)是我国重要的工农业生产基地,关注该地区农用地土壤重金属污染状况对促进地区经济社会良性发展、保障生态环境安全具有重要意义。本文根据近20年发表的长三角地区农用地土壤重金属相关文献中的重金属含量数据,全面分析长三角不同区域农用地土壤典型重金属累积情况与污染状况,系统探究导致长三角地区农用地土壤重金属累积与污染的主要原因。分析发现,工业“三废”排放、交通运输、化肥、农药、农膜等的大量施用(使用),使得长三角地区农用地土壤中重金属Cd累积与污染情况最为严重,其次是Cu、Hg和Pb,而浙江台州和安徽铜陵分别存在Cd、Hg、Cu,Cd、Pb、Cu多种重金属复合污染问题。针对长三角地区农用地土壤重金属污染防治的迫切需求和主要污染成因,在农用地土壤重金属污染源头控制、农用地土壤重金属快速动态监测、农用地土壤分级管理、重金属污染农用地土壤修复新技术研发、农用地土壤污染防治立法等方面提出了相关防治建议,以期为改善长三角地区农用地土壤生态环境、促进优质高效农业的可持续发展提供参考。 展开更多
关键词 农用地 重金属 污染 防治 长三角地区
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可调谐二极管激光吸收光谱法监测大气痕量气体中的浓度标定方法研究 被引量：27
8
作者 阚瑞峰 刘文清 +4 位作者 张玉钧 刘建国 王敏 高山虎 陈军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期392-395,共4页
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析。在空气痕量气体检测中,一般需要和长光程吸收池相结合使用。可调谐二极管激光... 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析。在空气痕量气体检测中,一般需要和长光程吸收池相结合使用。可调谐二极管激光吸收光谱法就是在可调谐二极管激光器与长光程吸收池技术相结合的基础上发展起来的一种新的痕量气体检测方法。这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快。已经广泛用于大气中多种痕量气体的检测以及地面的痕量气体和气体泄漏的检测。在大部分痕量气体检测仪器中需要精确地对检测气体进行在线的浓度标定,文章介绍了一个简单而精确的浓度标定方法,从理论上进行了分析,然后通过实验证明了这种方法的可行性。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 多次反射池 参考池 等效浓度
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CO和CO_2的1·58μm波段可调谐二极管激光吸收光谱的二次谐波检测研究 被引量：26
9
作者 涂兴华 刘文清 +5 位作者 张玉钧 董凤忠 王敏 王铁栋 王晓梅 刘建国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1190-1194,共5页
红外可调谐二极管激光吸收光谱技术作为新的痕量气体监测分析方法,在大气化学研究和污染气体监测中得到了应用。文章介绍利用可调谐二极管激光吸收光谱学(TDLAS)技术对常压下的CO和CO2的近红外波段光谱静态测量研究和洛伦兹线型下的CO2... 红外可调谐二极管激光吸收光谱技术作为新的痕量气体监测分析方法,在大气化学研究和污染气体监测中得到了应用。文章介绍利用可调谐二极管激光吸收光谱学(TDLAS)技术对常压下的CO和CO2的近红外波段光谱静态测量研究和洛伦兹线型下的CO2二次谐波光谱与调制度的关系。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱学 CO CO2 二次谐波检测 调制度
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温度和相对湿度对气溶胶质量浓度垂直分布的影响 被引量：27
10
作者 韩道文 刘文清 +3 位作者 张玉钧 陆亦怀 刘建国 赵南京 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2007年第5期619-624,共6页
从理论上分析了温度和相对湿度对气溶胶质量浓度分布的影响.温度影响空气对流和气溶胶粒子的布朗运动,进而影响气溶胶的垂直分布,使其质量浓度的改变满足负指数规律变化;相对湿度与气溶胶质量浓度是正相关关系.根据分析,提出了一个气溶... 从理论上分析了温度和相对湿度对气溶胶质量浓度分布的影响.温度影响空气对流和气溶胶粒子的布朗运动,进而影响气溶胶的垂直分布,使其质量浓度的改变满足负指数规律变化;相对湿度与气溶胶质量浓度是正相关关系.根据分析,提出了一个气溶胶质量浓度温湿度修正反演模型,并通过实验数据对模型进行验证.实验结果表明,该模型能很好的反映温湿度对气溶胶质量浓度分布的影响. 展开更多
关键词 温度 相对湿度 气溶胶 质量浓度 垂直分布
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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
11
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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差分吸收光谱方法反演大气环境单环芳香烃有机物 被引量：23
12
作者 谢品华 付强 +5 位作者 刘建国 刘文清 秦敏 李昂 刘世胜 魏庆农 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1584-1588,共5页
差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)是利用气体分子在紫外-可见光谱范围的特征吸收来测量其浓度含量,如SO2,NO2,O3等。由于大气环境中的芳香烃有机物含量较低,并且其在紫外的特征吸收光谱与O2和O3分... 差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)是利用气体分子在紫外-可见光谱范围的特征吸收来测量其浓度含量,如SO2,NO2,O3等。由于大气环境中的芳香烃有机物含量较低,并且其在紫外的特征吸收光谱与O2和O3分子的吸收谱相互重叠,交叉干扰,使得对芳香烃有机物的测量比较困难。文章利用自制的差分吸收光谱系统,采用与实际测量光程接近、经过插值的氧气分子吸收柱密度作为氧气分子吸收的参考光谱,通过最小二乘拟合去除其干扰,另外采用不同温度下的O3吸收截面作为参考光谱修正O3的温度效应,测量了大气环境中的苯、甲苯、二甲苯和苯酚,表明差分吸收光谱方法能满足大气环境中单环芳香烃的测量。 展开更多
关键词 差分吸收光谱(DOAS) 单环芳香烃 大气环境
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开放式长光程傅里叶变换红外光谱系统在环境气体分析中的应用 被引量：20
13
作者 徐亮 刘建国 +5 位作者 高闽光 陆亦怀 魏秀丽 张天舒 朱军 陈军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期448-451,共4页
设计了一套用于环境气体分析的长开放光路傅里叶变换红外光谱系统。该系统具有往返250 m的开放式长距离采样光程,使用一台分辨率为1 cm-1的傅里叶变换红外光谱仪测量采样路径内的大气透过率光谱,然后进行非线性最小二乘光谱拟合,计算出... 设计了一套用于环境气体分析的长开放光路傅里叶变换红外光谱系统。该系统具有往返250 m的开放式长距离采样光程,使用一台分辨率为1 cm-1的傅里叶变换红外光谱仪测量采样路径内的大气透过率光谱,然后进行非线性最小二乘光谱拟合,计算出待测组分浓度。实验部分通过选择特定波段分析了污染空气中CH4,CO,N2O和CO2的浓度,拟合残差的均方根误差小于1%。结果表明,该系统的结构简单,光路易于校准,环境适应性良好,测量速度快,采样范围广,可用于探测大气中一些重要的痕量和微量组分,开展较大区域的环境气体的监测和研究。 展开更多
关键词 长光程开放光路 傅里叶变换红外光谱学 痕量气体 定量分析
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基于可调谐二极管激光吸收光谱的痕量水汽测量 被引量：22
14
作者 臧益鹏 聂伟 +2 位作者 许振宇 彭于权 阚瑞峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期385-390,共6页
采用可调谐二极管激光吸收光谱技术对高纯氮气中的痕量水汽进行检测。首先,在自主设计的多次反射池中,利用体积分数为1.007×10^(-3)的CH_4作为标准气体,运用1654 nm附近的CH_4吸收光谱,采用三线拟合方法同时拟合3条中心频率相近(小... 采用可调谐二极管激光吸收光谱技术对高纯氮气中的痕量水汽进行检测。首先,在自主设计的多次反射池中,利用体积分数为1.007×10^(-3)的CH_4作为标准气体,运用1654 nm附近的CH_4吸收光谱,采用三线拟合方法同时拟合3条中心频率相近(小于0.01 cm^(-1))、低态能级相同的吸收线,测量得到多次反射池的精确光程;然后,研究可调谐二极管激光吸收光谱系统中激光器干涉背景和周围空气段的吸收本底,获得可调谐二极管激光吸收光谱系统的精确本底;最后,利用激光器波长为1854 nm的可调谐二极管激光吸收光谱系统(探测灵敏度为1.14×10^(-6))对高纯氮气中水汽的浓度进行测量,通过严格的背景吸收扣除以及多线Voigt线型模型拟合得到了无背景吸收的水汽光谱,进而获得高纯氮气中水汽的体积分数。结果表明:得到的实验高纯氮气中水汽的体积分数与国家标准规定的高纯氮气中水汽的体积分数的最大偏差为10.33%。 展开更多
关键词 光谱学 吸收光谱 高纯氮气 水汽 多次反射池 背景吸收扣除
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FTIR监测北京地区CO_2和CH_4及其变化分析 被引量：22
15
作者 徐亮 刘建国 +6 位作者 高闽光 陆亦怀 刘文清 魏秀丽 朱军 张天舒 陈军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期889-891,共3页
近几十年来,温室效应导致地表温度明显上升,其所引起的全球气候变迁问题越来越受到人们的关注。CO2和CH4是大气中主要的两种人为温室气体,对它们进行连续的测量,获取它们长时间变化情况对大气环境科学具有重要的意义。目前国内监测这两... 近几十年来,温室效应导致地表温度明显上升,其所引起的全球气候变迁问题越来越受到人们的关注。CO2和CH4是大气中主要的两种人为温室气体,对它们进行连续的测量,获取它们长时间变化情况对大气环境科学具有重要的意义。目前国内监测这两种气体的主要手段是气相色谱方法。鉴于傅里叶变换红外光谱技术的优点,使用开放式长光程FTIR系统在北京地区对这两种气体进行了监测。该系统直接测量开放光路中的环境气体的大气吸收光谱,并使用非线性最小二乘方法进行光谱分析,获取待测组分的浓度信息。在实验部分给出了2005年9月4日到2005年9月10日6天中的北京地区CO2及CH4的测量结果,并对两者的变化趋势和相关性进行了分析。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 温室气体 CO2 CH4 定量分析
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质子转移反应质谱在线检测痕量挥发性有机物 被引量：20
16
作者 金顺平 李建权 +3 位作者 韩海燕 王鸿梅 储焰南 周士康 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第6期996-1006,共11页
质子转移反应质谱是近年来兴起的一种痕量挥发性有机物在线检测技术,它可以在秒量级的时间内获得ppt量级的探测灵敏度,已经广泛应用在环境污染监测、医学诊断、食品成分和质量检验等领域。本文介绍了它的工作原理和装置结构,给出了痕量... 质子转移反应质谱是近年来兴起的一种痕量挥发性有机物在线检测技术,它可以在秒量级的时间内获得ppt量级的探测灵敏度,已经广泛应用在环境污染监测、医学诊断、食品成分和质量检验等领域。本文介绍了它的工作原理和装置结构,给出了痕量挥发性有机物检测的典型例子,以及作者实验室使用该技术检测挥发性有机物的初步研究结果,并对该在线检测技术的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 质子转移反应质谱 挥发性有机物 在线检测
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一种自适应层进式Savitzky-Golay光谱滤波算法及其应用 被引量：20
17
作者 鲁一冰 刘文清 +9 位作者 张玉钧 张恺 何莹 尤坤 李潇毅 刘国华 唐七星 范博强 余冬琪 李梦琪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2657-2663,共7页
可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)利用半导体激光器的可调谐和窄线宽特性,通过选择特定气体的单条吸收线,排除其余气体的干扰,可以实现高精度、高选择性的气体浓度测量,在气体浓度检测系统中具有广泛的应用前景。在不同的应用条件... 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)利用半导体激光器的可调谐和窄线宽特性,通过选择特定气体的单条吸收线,排除其余气体的干扰,可以实现高精度、高选择性的气体浓度测量,在气体浓度检测系统中具有广泛的应用前景。在不同的应用条件和环境下,需要解决相应的硬件和数据处理方面的技术问题。主要研究TDLAS技术机动车尾气CO组分浓度遥测系统中的光谱数据处理问题,该系统利用路面漫反射回波信号遥测行驶中的机动车尾气CO组分浓度。由于激光扫描光谱回波信号受到漫反射面情况变化、空气环境变化、尾气湍流影响等因素影响,探测器收集到的信号不仅较弱同时也夹杂着多种噪声,即测量光路信噪比较差,故提出一种自适应层进式Savitzky-Golay(S-G)平滑滤波算法,实现了对光谱进行滤波处理从而更加准确地反演CO浓度。S-G滤波算法因其原理简单、功能强大、只需设置两个参数(窗口大小、拟合阶数)等优点,已广泛应用于光谱处理。如何正确设置S-G算法参数使滤波效果在去噪不足和过度滤波之间找到平衡点,是该滤波算法应用的一大难题。设计的检测系统中,测量光路光谱信号为非平稳信号,噪声和有效信号幅度时变,最佳窗口大小和多项式阶数随信号动态而变化,且变化区间较大,使用固定参数的S-G滤波器难以达到最佳效果。提出的自适应层进式S-G平滑滤波算法,通过逐层将测量光路光谱信号经过S-G滤波后,与参考光路的光谱信号设置的参考段比对信号相关系数和信号一阶导相关系数的和,以自适应得到逐层最优参数。通过对信噪比从9.81~29.77的10组不同带噪光谱分析验证了该算法的有效性,自适应层进式S-G算法能较好地去除噪声并还原带噪信号所携带的待测气体浓度信息,与带噪光谱对比,吸收光谱峰值最大误差由25.152%降至5.917%,积分吸光度最大误差� 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱技术 自适应层进式Savitzky-Golay平滑滤波 机动车尾气遥测
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气溶胶前向散射大气能见度测量系统传递系数的标定及校准方法 被引量：20
18
作者 王缅 刘文清 +5 位作者 陆亦怀 陈军 程寅 连翠华 王亚萍 刘建国 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期334-337,共4页
分析了气溶胶的前向角散射特性,利用标准的大气透射仪标定前向散射大气能见度测量系统的传递系数。当系统结构发生变化时,传递系数也随之改变,为保证系统测量的准确性和简化系统传递系数的标定过程,提出了一种利用标准漫透射板校准系统... 分析了气溶胶的前向角散射特性,利用标准的大气透射仪标定前向散射大气能见度测量系统的传递系数。当系统结构发生变化时,传递系数也随之改变,为保证系统测量的准确性和简化系统传递系数的标定过程,提出了一种利用标准漫透射板校准系统传递系数的方法。该方法使用了两块具有相同透射系数的漫透射板,使气溶胶粒子团在前向半球上产生漫散射,此时探测器的测量值即为包含了仪器常数的定值。当系统结构改变时,这个测量值相对于原测量值的变化率作为比例系数代入系统传递系数的计算,实现校准。 展开更多
关键词 前向散射 大气能见度 大气消光系数 角散射 传递系数 标定 校准
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城市生活污水处理过程三维荧光光谱在线监测分析方法 被引量：19
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作者 杨金强 赵南京 +5 位作者 殷高方 俞志敏 甘婷婷 王翔 陈敏 冯春 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1993-1997,共5页
采用三维荧光光谱(3D-EEMs)结合主成分分析(PCA)方法,将城市生活污水的三维荧光光谱分为芳香性蛋白类、微生物代谢产物、腐殖酸类和富里酸类物质四个光谱区域,判断各区域的主成分贡献率,求取各区域的第一主成分区域值,建立其与水体化学... 采用三维荧光光谱(3D-EEMs)结合主成分分析(PCA)方法,将城市生活污水的三维荧光光谱分为芳香性蛋白类、微生物代谢产物、腐殖酸类和富里酸类物质四个光谱区域,判断各区域的主成分贡献率,求取各区域的第一主成分区域值,建立其与水体化学需氧量(COD)和总氮(TN)关系,研究了城市生活污水处理效果快速分析评价方法。研究结果表明,城市生活污水荧光物质主要由方香性蛋白类物质、微生物代谢产物、腐殖酸类和富里酸类物质构成,各物质的荧光区域分布不同,在污水处理过程中芳香性蛋白类物质和微生物代谢产物区域光谱变化明显,腐殖酸类和富里酸类物质区域光谱变化较小;光谱各区域第一主成分区域值与水体COD及TN之间具有良好相关性,其中芳香性蛋白类物质光谱第一主成分区域值与COD相关系数达到97.63%,芳香性蛋白类物质和微生物代谢产物第一主成分区域值之和与腐殖酸类和富里酸类物质第一主成分区域值之和的比值(Yp/Yf)与TN相关系数达到94.02%。通过将水体三维荧光光谱结合主成分分析方法,实现了对污水处理各流程的荧光光谱的信息降维提取,避免了各物质荧光峰的重叠和光谱信息冗余;通过水体中各物质的光谱特性将光谱分割为不同的物质区域,求取各区域内光谱第一主成分区域值,提高了物质识别的准确率,有效地解决了各物质光谱信息识别问题;通过利用芳香性蛋白类物质光谱第一主成分区域值和Yp/Yf与常规水质指标COD和TN作相关性分析,为污水处理监测提供了一种实时有效的监测生活污水水质状况方法,解决了污水处理流程难以实时准确监测的问题。因此,利用三维荧光光谱结合主成分分析方法可对城市生活污水处理过程进行快速判别,为污水处理过程中水质监测、工艺优化及处理效果评估提供了一种全新的快速在线监测分析方法。 展开更多
关键词 城市生活污水 三维荧光光谱 主成分分析 溶解性有机物
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高灵敏腔衰荡光谱技术及其应用研究 被引量：19
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作者 刘文清 王兴平 +6 位作者 马国盛 刘英 赵之豪 李想 邓昊 陈兵 阚瑞峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期413-429,共17页
光腔衰荡光谱(CRDS)技术具有精度高、灵敏度高、线性动态范围大的优势,被广泛应用于环境大气碳和水循环监测、人体呼气监测、深海/海洋溶解气体监测等领域。本文简要介绍了CRDS的基本原理及其发展历程,梳理了近年来国内外研究机构在痕... 光腔衰荡光谱(CRDS)技术具有精度高、灵敏度高、线性动态范围大的优势,被广泛应用于环境大气碳和水循环监测、人体呼气监测、深海/海洋溶解气体监测等领域。本文简要介绍了CRDS的基本原理及其发展历程,梳理了近年来国内外研究机构在痕量气体及同位素探测上的应用研究进展,重点介绍了中国科学院安徽光学精密机械研究所在环境大气温室气体探测、青藏高原气体廓线探测和深海溶解气体及其同位素探测应用领域中的研究工作、目前已经取得的研究进展以及还存在的相关问题,最后展望了CRDS技术在痕量气体探测领域的应用前景和未来发展趋势。 展开更多
关键词 光谱学 腔衰荡光谱 高灵敏度 分子探测
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