含油污水光谱特性的研究

含油污水对良好水环境构成了极大威胁,其含油量将直接影响污染情况。光学检测是测量其含油量的重要方法,光学常数则是其测量的基础。利用TU-19双光束紫外可见分光光度计测量了2 mm、10 mm厚含油污水样品光学腔在300~900 nm波长范围内的透射光谱,通过MC(Monte-Carlo)法和区间逼近法反演出含油污水样品光学常数,进而计算得到了含油污水的吸收光谱。结果表明:含油污水光谱特性明显,且在波长380nm处存在吸收峰,其多数波长下的折射率约为1.2,而吸收指数在5×10-7~2.5×10-6之间。

基于光学性质的多组分液体混合物定量分析

为了对多组分液体混合物进行定量分析,建立了窗片-待测液-窗片三层光学腔双光程光学常数反演模型。以乙醇和蒸馏水的混合物为研究对象,利用双光程模型对各混合物样本的光学常数进行反演;引入牛顿混合规则,以0.01的混合梯度对乙醇-蒸馏水混合物样本的折射率进行预测;联合混合物折射双光程反演值和混合规则预测值组成定量分析模型折射率数据集,利用Savitzky-Golay法对折射率数据集进行预处理;基于折射率预处理光谱利用区间偏最小二乘法建立液体混合物定量分析模型。结果表明:最佳区间划分方式为30等分,最佳子区间为第21区间,最佳建模波段为0.428~0.448μm,此时预测集样本预测值的相对误差分别为7.15%和4.93%,表明定量分析模型具有较高的预测精度,能准确预测液体混合物各组分的含量。

基于粒子群算法反演液体光学常数新方法

光学常数是液体的一个重要物理指标,液体光学常数的准确反演是其在污染物分析和物质鉴定等领域中应用的关键。通过粒子群优化算法与现有的双厚度法结合构造了一种反演液体光学常数的新方法(粒子群双厚度法),通过编程求解该方法。以蒸馏水为例,研究了该方法的适用性,并与现有的两种反演方法进行了对比分析。结果表明:粒子群双厚度法反演液体光学常数精度高,其中吸收指数求解值的最大相对误差不超过6×10-4%,优于现有的反演方法;实验测量偏差亦对粒子群双厚度法反演液体光学常数有一定影响,但对折射率影响较大,而吸收指数影响较小。