判定空气中微量有害气体种类与浓度的拟合法

报导了用两只气敏元件同时测出空气中同一微量有害气体的电阻-浓度曲线,并利用最小二乘法拟合为两条直线,将其拟合斜率比ε_j与拟合后的差值δ_(ji)做为判据,判定空气中微量有害气体种类与浓度的拟合法。     

基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

变压器油中溶解气体光声光谱检测最小二乘回归定量分析

文中针对目前通过求解多元方程反演计算气体各组分浓度时,会引入吸收系数、池常数等参数误差的缺点,分析了光声光谱检测原理,提出了一种基于最小二乘回归的光声光谱定量分析方法,并建立了定量分析模型;应用该方法反演气体浓度时,可以避免这些参数引入的误差。以变压器油中溶解气体中重要特征气体CH4和C2H2进行实验分析,验证了所建立的定量分析模型的正确性。     

高灵敏度光纤气体传感器的研究

研究了差分吸收式光谱吸收型光纤气体传感器．基于NO2的光谱吸收特性,设计了一种检测NO2浓度的光纤传感系统,以LED作为光源,采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和传感头的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度,大大增加了该传感器的适用性．     

近红外光谱定量检测丙烷和异丁烷

近红外光谱分析技术结合偏最小二乘法（PLS）对多成分挥发性有机物（VOCs）进行连续的在线监测具有重要意义．用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析了丙烷和异丁烷2种挥发性有机物的近红外光谱特征．采用线性回归建模方法——偏最小二乘法在丙烷和异丁烷混合气体的近红外光谱范围（5600～6200cm^-1）内建立了预测模型．基于该模型预测了验证集样品中2种气体的含量,并对模型进行了评价．结果表明,对2种气体浓度的预测比较准确,相对误差基本在5％以内．     

自参考式光纤气体传感数据处理方法

气体检测是光纤传感领域的一大研究热点．在强度吸收型气体传感系统中,吸收致光强变化的检测直接影响到气体浓度的解调精度．以内腔吸收式气体传感系统为例,采用自参考式数据处理方法实现气体吸收谱线的自动识别与浓度解调．根据朗伯．比尔（L-B）定律,理论推导了光强检测误差对浓度解调误差的影响．采用自参考式浓度解调算法,提取了乙炔气体的吸光度曲线,并从理论和实验2方面计算了气体吸收峰的吸光度．分别采用自参考式和预参考式解调算法,再结合2种不同的拟合线型,计算了500组实验数据中9条乙炔气体吸收谱线的吸光度．结果表明,采用自参考式解调算法．Lorentzian拟合时解调误差最小且不超过250×10^-6．再结合波长扫描理论,浓度传感的解调精度可得到进一步提升．     

PID电子鼻在车内空气质量评价的应用研究

以便携式PID电子鼻系统作为检测手段,对车内气体VOCs质量分数进行客观检测,同时同步进行车内气体主观评价,并对采集到的数据进行分析.筛选VOCs质量分数特征值,分别建立一元线性回归模型及偏最小二乘回归模型,结果表明,一元线性回归模型对车内气味预测效果较好,预测精度在0.3个气味强度等级之间,同时模型本身拟合效果较好.所建的偏最小二乘回归模型显著性检验结果表明,模型不具有显著相关性,因此不再进行气味强度等级的预测分析.     

红外烷烃光谱录井分析仪的软件开发

自主研发了红外烷烃光谱录井分析仪,以差分吸收光谱(DOAS)理论为基础,MFC为框架设计实现了软件的用户界面.该软件结合最小二乘法、多线程编程等技术,实现了光谱采集、显示、保存,待测气中各烷烃气体浓度的反演,以及串口的实时传输.现场测试结果表明:该软件运行稳定可靠,能实时反演出烷烃气体浓度信息,满足红外烷烃光谱录的实际现场需求.     

气体流量对石英增强型光声光谱检测精度的影响

石英增强型光声光谱(QEPAS)检测技术在痕量气体浓度检测方面具有灵敏度高、可靠性好、系统体积小等优势。以二氧化碳(CO2)为目标气体,深入研究不同气体流量对QEPAS检测系统精度的影响。通过Fluent ANSYS仿真软件对气体流场进行分析,完成对不同流量情况下气室内压强和流速的仿真。通过基于QEPAS的CO2气体检测系统的实验,研究了气室压强对气体浓度检测的影响。实验结果表明通过控制气体流量使得气室内的压强为1.08e-1~1.48e-1 Pa时,检测信号与气体浓度之间线性关系良好,相关系数R=0.99971,系统相对误差为0.5%,系统检测下限为72ppm。     

基于样条函数的多气体传感器信号建模分析

样条函数理论作为数学工具已广泛应用于逼近论，曲线数据拟合，数值分析等方面，在研究一般多项式最小二乘法建模的基础上，针对所建模型易产生欠拟合和过拟合及模型阶数高的问题，提出了采用样条最小二乘数据拟合谅垭建立数学模型，基于样条最小二乘数据拟合方法建立的数学模型不仅可以提高模型精度和拟合程度，而且模型阶数较低，光滑性好，将该建模方法用于多气体传感器输出信号的建模，结果表明，方法正确并有效。     

黄曲霉毒素B1溶液的太赫兹时域光谱分析

黄曲霉毒素的物理检测是目前国内外食品安全检测的一个研究热点。针对近红外和传感器方法检测精度差的问题,采用太赫兹时域光谱技术,研究了黄曲霉毒素B1溶液对太赫兹波的响应。首先根据B1溶液在不同频率范围内的光学参数(主要是折射率和吸收系数)的不同,对B1溶液的太赫兹光谱进行定性分析;再利用最小二乘支持向量机对其进行定量分析。实验和分析结果表明,利用太赫兹时域光谱技术能够对黄曲霉毒素B1溶液的不同浓度进行精确识别,为以后建立黄曲霉毒素太赫兹谱库和快速检测食品中的黄曲霉毒素提供了理论依据。     

基于光谱主次吸收谱带组合特征相似性测度的高光谱遥感矿物信息提取

吸收谱带组合特征是识别和区分具体矿物类型的重要参量。研究表明,地物单一光谱特征不稳定性无法全面反映地物光谱间的相似性,直接影响识别效果。提出一种基于矿物光谱的主次吸收谱带组合特征的相似性测度方法;该方法基于光谱主次吸收特征的最小二乘相似性拟合法,对光谱特征较稳定的主、次吸收特征参量赋以不同的权重系数,将图像光谱与标准光谱库中各个参考光谱分别在主吸收特征与次级吸收特征波段进行加权比较,从而得到识别结果。基于CAIS/SASI机载高光谱数据,IDL编程实现光谱主次吸收特征最小二乘相似性拟合算法对实验区的绢云母、绿泥石蚀变矿物信息提取,并与常规光谱角制图处理结果的比较分析,发现新算法能更细致地进行高光谱遥感地物信息提取,有较强的实用性。     

中国矿井瓦斯浓度检测技术现状及发展趋势

矿井瓦斯浓度检测对于煤矿安全生产及灾害防治具有重要意义。阐述矿井瓦斯浓度检测方法,并对瓦斯浓度检测方法进行较为详细的论述与分析,指出矿井瓦斯浓度检测存在的问题。针对存在的问题,提出了未来要提高瓦斯检测元件的性能、检测方法的灵敏性、测试结果的准确性、测试的响应速度,进一步降低测试仪器的尺寸和成本;随着智能化开采的投入,煤矿井下瓦斯浓度检测应配合智能化开采机械,形成新的检测监测系统,具有自动校准、实时监控的功能,基于以上功能实现快速预判技术,达到安全生产;基于仿生传感技术、计算机技术,以及智能化技术,研发新型的智能化仿生瓦斯传感器。     

基于TDLAS一次谐波的甲烷浓度检测系统及其温度补偿研究

本文结合甲烷1 653.72 nm波长2v3带R3支气体吸收线,分析温度变化对甲烷吸收线的谱线特性及甲烷气体浓度测量产生的影响。基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱技术,应用一次谐波信号检测甲烷气体的浓度,通过温度补偿抑制环境温度变化给检测带来的干扰。实验结果表明,研制的甲烷浓度检测系统的性能稳定,利用温度补偿系数校准后系统测量偏差在1%以内,可以有效地提高系统的检测精度。     

最小二乘曲线拟合在光纤光栅波长解调中的应用研究

本文在分析光谱解调中心波长检测的基础上,从最小二乘法基本原理出发进行曲线拟合,结合实验数据实例,构造一个最佳通用多项式光谱拟合模型,再利用得到的函数关系实现对乙炔吸收光谱中各中心波长的曲线拟合与仿真,降低中心波长飘移,提高检测精度。     

基于C8051单片机的光纤气体检测系统设计

以C8051单片机为平台介绍了光纤气体检测系统的实现.文中以甲烷为待测气体,利用傅里叶级数分解对气体吸收信号进行分析,并利用一次谐波信号检测甲烷气体浓度.文中对气体检测系统各模块的功能进行分析,详细分析了数据采集与处理部分的实现,设计了相应软件流程,对测试结果进行分析.系统实时性好,在煤矿瓦斯气体监测领域有广泛应用前景.     

NLLS-HPLC法研究复杂反应的动力学过程

用高效液相色谱（HPLC）对复杂反应体系反应过程中的各种组分进行分离检测,并对检测结果进行标准化处理可获得各组分的动力学谱.根据反应动力学模型用非线性回归法可进一步获得速率常数等动力学参数.采用反应中止-HPLC检测的方法对氢氧化钾存在下的苯甲酸苯酯乙醇-水溶液中的反应进行了研究.结果表明该体系中的苯甲酸苯酯直接发生水解反应的同时发生了酯交换反应,产生苯甲酸乙酯,而苯甲酸乙酯又进一步水解,因此该体系是一个平行反应和连串反应同时存在的复杂反应体系.高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DAD）可测出各组分的动力学谱和紫外吸收光谱,非线性最小二乘回归用于求解各步反应的速率常数.     

手控注射萃取-光谱多元校正测定痕量金属离子

以含巯基葡聚糖凝胶的吸附柱手控注射萃取,结合偏最小二乘方法PLS开展了快速萃取-可见光谱多元校正分析,建立金属多组分识别数学模型,简便地实现了痕量Pb(II)、Cd(II)和Cu(II)离子的同时测定。研究优化了注射吸附柱的萃取参数,研究了不同组分的光谱相关性、识别模型主成分数和预测准确性。在最佳条件下,Pb(II)、Cd(II)和Cu(II)离子可以被同时测定,最低理论检出限分别可达0.6、0.2和0.2 ng/mL;对于模拟水样,Pb、Cd和Cu的PLS分析与原子吸收光谱法比较,测定偏差在-8.15% ~ 16.27%,2.04% ~ -12.86%和-1.45% ~ 10.49%之间,结果良好。     

基于光谱吸收法经皮给药药液体积分数检测

针对经皮给药技术中药液体积分数的检测要求,提出了基于光谱吸收法的药液体积分数检测方法.通过光源、耦合器、分析池、光纤光谱仪及光功率计等搭建光路.根据朗伯-比尔定律,锁定药液在某一波长处的吸收峰,根据吸收峰处光强变化与药液体积分数成比例的关系,检测出药液体积分数的变化.同时利用光功率计直接检测光信号经过分析池的光强度,寻找光强度与药液体积分数之间的关系.该检测方法具有灵敏度高,响应速度快,可实时监测等优点,在经皮给药技术中作为药液体积分数实时检测具有较深远的临床应用前景.     

偏最小二乘原子吸收光谱法同时测定汞和钴

该文用偏最小二乘法校正了火焰原子吸收分析中Ｃｏ２５３．６４９ｎｍ对Ｈｇ２５３．６５２ｎｍ的吸收线重叠干扰，对合成样中Ｈｇ和Ｃｏ的测定结果令人满足，ＰＬＳ法是原子吸收谱线重叠干扰的有效校正方法。