Gaussian fitting in gamma-ray spectral decomposition

In order to extract the information of 662-keV 137Cs spectra from the overlapping peaks with 583-keV 208Tl,609-keV 214Bi,the overlapping peaks are measured by in-situ γ-ray spectrometer using a NaI(Tl) detector.The spectral model is optimized by the Gaussian fitting algorithm,and the optimized fitting indexes for fitting/original value are from 0.96 to 0.99.Gaussian fitting verified by experiment is feasible for γ-ray spectrum analysis.The full energy peak of 137Cs is extracted correctly from the overlapping peaks,it is important for in-situ γ-ray spectrometer to estimate contamination of 137Cs in radiated environment and nuclear accident.

多峰拟合模型分解平行反应的落叶松腐殖质热解动力学研究

腐殖质是森林地下火阴燃的主要对象,分析其热解特性、计算动力学参数,对于预测和扑灭地下火有重要的理论意义。本研究以落叶松林地的腐殖质为研究对象,利用热重分析仪进行3种升温速率下的热解试验,针对试验数据的动力学参数计算提出一种多峰拟合模型。模型基于失重速率和加速率曲线获得特征点,在特征点计算拟合峰,每条曲线得到4个拟合峰,利用其计算动力学参数。结果显示:拟合峰Ⅰ的活化能较低,对应DTG曲线第一个峰部;拟合峰Ⅱ、Ⅲ的活化能处于中等水平,对应DTG曲线的第一个肩部和第二个峰部;拟合峰Ⅳ的活化能最高,对应DTG曲线的最后一个肩部。模型的参数计算结果与Gorbatchev积分法计算的动力学参数区间吻合。对模型进行残差和拟合优度检验,拟合检验(F检验)的P<0.0001,均方根误差RMSE<0.005,拟合优度R2≥0.99。检验结果表明,多峰拟合模型能有效地分解腐殖质热解的子反应并计算动力学参数值,具有一定的理论意义和实践指导价值。

基于小波分析和Gaussian回归的急性低血压预测

急性低血压是危害病人健康的并发症之一,对急性低血压发生的提早预测,能够帮助医生对重症病人找到更好的医疗处理方案。提出了一个基于趋势分量的Gaussian函数拟合预测模型,即用小波多尺度分析提取出信号的趋势分量;再根据Gaussian回归模型对趋势分量进行函数拟合,得到的函数参数作为特征值,用支持向量机SVM对数据分类。Gaussian回归模型使用的是数据驱动,用系数来描述数据之间的关系。通过在较大病人数据集上实验得到了较好的效果。

复杂背景下激光等离子体光斑中心亚像素提取方法

激光等离子体光斑中心提取由于图像降噪效果不佳,导致复杂背景下的中心提取不准确,因此,设计一种新的复杂背景下激光等离子体光斑中心亚像素提取方法。该方法采用多图平均法和高斯滤波算法,将两者结合,降噪处理激光等离子体光斑图像,完整图像预处理。引入Zernike矩法,提取激光等离子体光斑中心,采用圆拟合方法优化该算法,实现光斑图像中心亚像素提取。实验结果表明,所提方法在复杂背景下提取激光等离子体光斑中心亚像素时,提取的光斑中心图像更加清晰,并且信噪比达到了47.0 dB以上,提取的中心位置的绝对误差仅为1 mm,说明该方法提取准确性较高,图像质量更好。

北方番茄日光温室温度传感器布设位置研究

为提高温室环境监测的精准性,降低环境感知成本,设计了多点环境监测系统。针对秋冬季温室温度管理难度大导致的番茄病害率增加等现象,对山东省番茄温室内的温度进行持续监测,依据实测数据选用高斯函数对温室温度的日变化曲线进行最小二乘多峰拟合,将离散的数据点转化为连续的高斯函数,通过积分比较得到番茄各生长周期的最佳监测位置。结果表明,以高斯函数为目标对温室温度进行多峰拟合分析,效果较显著,最小决定系数为0.919;番茄苗期与开花坐果期,监测点N_(15)、N_(10)与温室平均温度之间温度曲线积分面积的绝对差最小,因此该生长时期的最佳监测点为N_(15)和N_(10);番茄结果期,N_(10)和N3监测点所在位置最接近温室整体平均变化水平,为该周期的最佳监测位置。综上,在番茄不同生长周期中,温室中部监测点N_(10)更能代表温室整体水平,该方法为温室环境精准监测奠定了基础。

基于TG-FTIR的香蕉茎杆热解特性研究

香蕉茎杆是一种低成本产量高的生物质废弃物,其热解产物具有高值化利用的潜力。利用热重分析仪和傅里叶红外光谱仪,并结合多升温速率法和分峰拟合法研究了香蕉茎杆的热解过程。通过失重曲线发现,热解的主要温度范围为160~370℃。高温逸出气的红外光谱图表明,当温度到达约310℃时,逸出气体种类最丰富,浓度最高。多升温速率法计算得出香蕉茎杆的热解活化能为169~321 kJ/mol。分峰拟合法计算得出半纤维素分解、纤维素分解、木质素分解和残余物深度炭化的拟合峰活化能约为174 kJ/mol、176 kJ/mol、280 kJ/mol和365 kJ/mol。

基于分峰思想的煤岩显微组分识别与统计分析

针对现有方法识别煤岩显微组分准确率低的问题,文中提出了一种基于分峰思想的煤岩显微组分识别与统计分析方法。文中从单颗粒角度确定各煤种的镜质组峰值偏移范围,并提出自适应寻峰算法选取煤岩颗粒的有效峰值点。在煤岩显微组分识别阶段设计多策略的分峰峰位识别算法将煤岩颗粒分类为需要分峰聚类的活惰结合颗粒和无需分峰的纯镜质组颗粒、惰质组颗粒和壳质组颗粒,确定需要分峰聚类煤岩颗粒的分峰峰位,然后基于分峰规则和统计学方法进行高斯拟合,分别确定壳质组阈值、镜质组阈值和惰质组阈值,完成各煤岩颗粒的聚类分割。实验结果表明,文中方法能够有效识别单个煤岩颗粒并实现显微组分含量的定量统计,准确率达到96.85%,熵值最小低至0.6153,与传统方法相比准确性更高,具有较好的现实应用意义。

紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术测定甲基红酸离解常数(英文)

在一定pH值范围内,甲基红(MR)水溶液紫外-可见吸收光谱特征是酸式甲基红(HMR)最大吸收峰((530±15)nm)与碱式甲基红(MR-)最大吸收峰((435±20)nm)叠合在一起.本文用高斯多峰拟合技术实现了HMR和MR-叠合峰的分峰拟合计算.拟合计算输出两个吸收峰的积分面积即峰强度A1和A2,A1和A2之比与MR-和HMR浓度之比.进而计算甲基红水溶液酸离解平衡常数pKa.用本方法测量298.15K时的pKa值为4.76.拟合优度高,拟合度R2、拟合优度χ2分别达到0.998和10-5以下.深入探讨了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)聚集行为对甲基红pKa的影响.与传统分光光度测量方法相比,紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术结果更可靠,测量步骤和数据处理过程更简单,更具有普适性.

光谱重叠峰的曲线拟合解析策略与实现

针对光谱分析中的重叠峰问题,提出了一种基于曲线拟合的光谱重叠峰解析算法,讨论了曲线拟合的参数调整和表达非唯一性等问题,提出了最小峰-峰间距(MRI)、可分离最小峰-峰间距(MSI)和拟合误差曲线的三个特征区间等概念;在峰位的确定中,引入由宽逐严的排除策略。含噪模拟光谱重叠峰解析结果表明,所提出的算法是有效的。

高斯多峰拟合用于烷基葡萄糖苷临界胶束浓度测量

报道了可见吸收光谱线型的高斯多峰拟合用于新型非离子表面活性剂烷基葡萄糖苷（APG）,如辛基--βD-葡萄糖单苷（C8G1）和癸基--βD-葡萄糖单苷（C10G1）的临界胶束浓度（CMC）的测定。具体作法是以结晶紫（crystal violet,CV）为探针,测量一系列不同浓度的APG-CV水溶液体系的可见吸收光谱。其光谱特征是CV单体吸收峰598~609 nm和二聚体吸收峰538~569 nm叠合在一起。用高斯多峰拟合法实现了体系可见光谱吸收叠合峰的分峰、峰面积（积分吸光度）、频移及半高宽等光谱线型参数计算。单体和二聚体峰面积比（相对积分吸光度A2/A1）、频移（Δλ）及半高宽（w1,w2）对APG浓度图形在CMC处发生突变。首次发现可见吸收光谱线型参数半高宽对APG聚集行为敏感,并成功用于APG的CMC测量。

宽波段单色仪多级谱高精度波长定标

通常利用单色仪输出的单色光对空间遥感光谱仪进行波长定标。提出以空间遥感光谱仪的置信度为标准,来评价宽波段单色仪高精度波长定标精度的方法。通过对仪器精度的分析,分别求出单色仪的波长的重复性误差和偏差。应用高压汞灯的本征谱和光栅衍射多级谱作为定标谱线,避免更换灯源带来的误差。通过粗细定标相结合的方法,缩短扫描时间,并且运用高斯拟合对波峰进行精确定位,缩小误差。最后利用高次拟合得到的关系式,测出单色仪波长精度,计算出空间遥感光谱仪定标的置信度。以1.5 M单色仪为例,单色仪在200～840nm波段内波长精度±0.016nm,则空间遥感光谱仪的波长精度达到±0.050nm的置信度为99.82%。

基于高斯拟合的光纤型SPR信号的峰值检测算法

光纤型表面等离子共振光谱具有半峰宽较宽,共振峰不尖锐等特征,传统的针对棱镜型SPR光谱的峰值检测算法无法准确定位此类光谱的共振峰值。为了准确计算光纤型SPR光谱的共振波长,提出了一种基于信赖域算法的高斯拟合方法,在拟合的光谱曲线上利用一维搜索的方式确定峰值位置。通过对标准甘油光谱数据的处理,证明高斯拟合法能够适应光纤型SPR光谱的特征,波长计算准确。通过搭建的SPR系统,实验测量了不同浓度下蔗糖溶液的SPR光谱数据,并分别采用加权质心法,追踪质心法和该研究提出的高斯拟合法进行共振波长的计算。结果表明高斯拟合法能够有效提升分辨率,且运算速度较快,有利于工程集成。

高斯拟合在污泥热重曲线解析中的应用

对2种不同种类污泥的燃烧过程进行热重分析（TG）,研究升温速率对燃烧特性的影响,运用高斯多峰拟合方法对热重曲线解析,基于平行反应机理将燃烧过程分解为3个独立的平行反应。根据平行反应机理建立动力学模型,计算不同升温速率下各组分活化能。研究结果表明：热重曲线可以分解为3个彼此交叉的高斯拟合峰,分别对应污泥中挥发分、生物可降解物质和固定碳的燃烧过程,挥发分的燃烧区间为200-400℃,生物可降解物质的燃烧区间为400-500℃,固定碳的燃烧区间为500-800℃。各组分活化能随升温速率的变化趋势表明：无限制增加升温速率反而不利于各组分活化能的降低。

基于阵列探测技术的激光测距数据预处理方法

阵列探测技术对回波信号及其微弱的空间碎片激光测距系统具有重要意义,可提高探测成功概率。针对这一崭新的激光测距技术,文中研究了基于阵列探测技术的激光测距数据预处理方法。在常规卫星激光测距数据预处理方法基础上,针对阵列超导探测器特点,结合地靶测量方法和多高斯拟合及互相关分析方法,实现了多通道激光测距数据的通道间的时间偏差修正;利用泊松统计分析、循环拟合滤波等方法,实现了多通道激光测距数据的自动识别、数据拟合等。目前该方法已经成功应用于中国科学院云南天文台4×4阵列激光测距试验平台试验中,并获得良好的效果。

菠菜PSII核心复合物激发能传递与温度的关系

采用基于延时分次扫描单光子计数器为探测装置的皮秒时间分辨荧光光谱测试系统研究了菠菜光系统 (PSⅡ )核心复合物光能传递与温度的关系。分别对PSII核心复合物样品在 2 0℃、42℃、48℃下做温浴处理 ,然后以脉宽为 1 2 0 ps,重复率为 4MHz ,波长为 5 1 4nm的Ar+激光作为光源分别激发处理后样品的荧光。通过对测量结果进行数据处理 ,分析比较发现 :同一温度下 ,呈荧光带的激发能传递速度比副荧光带处的快 ;同一波长下 ,慢组分的时间常量随温度升高而变慢 ,而快速组分的时间常数则变化不大 ;做

牛奶水溶液的荧光光谱研究

采集伊利、蒙牛公司生产的纯牛奶、高钙奶、高钙低脂奶,向5mL去离子水中分别加入0.17mL、0.20mL、0.23mL、0.26mL、0.29mL、0.32mL、0.35mL这6种牛奶样品,得到42份牛奶水溶液.采用日立F-4600荧光光谱仪测定样品在波长为315nm、320nm、325nm、330nm、335nm、340nm、345nm激发光诱导下的荧光发射光谱,对所得荧光光谱进行Savitzky-Golay平滑、FFT低通滤波后,利用高斯分解法对荧光谱线进行分解,将每个荧光光谱分解为5个基元高斯峰.讨论了各种牛奶发射光谱的规律和变化趋势,结果表明:所有牛奶水溶液的各个基元高斯峰,在相同激发波长下,其峰值位基本不变,当激发波长变化时,所有基元高斯峰会随激发波长的增加而红移;高钙低脂奶在波长较长的激发光照射下,各个基元高斯峰强度均大于纯牛奶和高钙奶;牛奶的浓度对总荧光光谱的影响较小.

汪清油页岩燃烧动力学模型

采用热重分析仪(thermogravimetric analysis,TGA)进行了汪清油页岩在升温速率为50 K/min下的燃烧热分析实验,并利用热重峰值分析进行油页岩燃烧动力学研究。该方法借助热重谱峰上几个特征点的数据来确定动力学参数。根据油页岩燃烧热重TG/DTG(thermogravimetry/differential thermogravimetry)曲线的特点,即在TG曲线上会发生曲率的明显改变,表现在DTG曲线上则为明显的"肩"或者"峰",从而得出整个燃烧过程是由多个阶段组成的,因此利用高斯多峰拟合法简单有效地将实验DTG曲线复杂峰分离成为多个高斯函数峰,把油页岩的燃烧过程分解为不同阶段,并利用峰值分析法对每个反应阶段分别进行建模,最后利用峰值分析法与高斯峰拟合法求解了该油页岩的燃烧动力学参数:活化能E,指前因子A与反应级数n,并通过各个反应阶段的叠加得到了油页岩分阶段燃烧动力学模型。结果表明,模拟结果与实验结果吻合很好。

微差爆破振动波速度峰值-位移分布特征的延时控制

为了通过振动波传播规律研究微差爆破延时控制,改善爆破振动和提高爆炸能利用,选取普通雷管和澳瑞凯高精度雷管进行不同段别延期起爆对比实验,试爆过程对振动波测振。基于振动波函数优化理论基础,对实测数据和波状谱处理分析,总结了不同微差时间下振动波传播规律及速度峰值、主频、频带能量、总能量等变化特征,根据该特征发现振动波速度图谱和该速度积分所得位移图谱中两者最大值对应时间点相同。依据此速度峰值-振动位移分布特征,对某实测简单振动波进行高斯多峰拟合,结果表明:该波段能量最大化时间点为60ms左右,振动最小的时间点为25ms左右。

印尼油砂热解动力学新探

印尼油砂在350~520℃区间内,热失重与铝甑含油率相吻合,因此该区间被认为是主产油阶段,对该阶段进行热解动力学分析具有普遍意义。该文基于传统的单组分全局反应模型,用等转化率法求解活化能分布,得出该模型不适用于描述具有双峰重叠特征的主产油阶段。继而先后用双组分叠加反应模型来描述该阶段,用非对称高斯多峰拟合法来分离重叠峰,在此基础上用分布活化能模型和非线性等转化率积分法相结合来计算并提升所求活化能值的可靠性。结果表明,非对称高斯法在拟合效果上优于经典的高斯法,且子峰近似遵循单一的反应机制等结论验证了双组分叠加反应模型的适用性。

中性红电离平衡体系吸收光谱的高斯多峰拟合

中性红水溶液电离平衡体系的紫外可见吸收光谱特征是酸式HNR+最大吸收峰542 nm与碱式NR最大吸收峰457～470 nm叠合在一起。当pH值升高时,碱式吸收峰强度逐渐增大,酸式吸收峰强度逐渐减小。首次将高斯多峰拟合技术用于中性红水溶液电离平衡体系紫外可见吸收光谱分析,实现了酸式和碱式叠合峰的分峰拟合计算,得到两个吸收峰的积分面积,即峰强度S1和S2。S1和S2之比与NR-和HNR+浓度之比成正比,进而计算中性红水溶液酸离解常数pKa。26.4℃时,用本方法测量的pKa值为7.20,拟合优度精度高,R2、Chi2分别达到0.999和10-5～10-6。拟合计算结果还表明:随着体系pH值增加,中性红碱式吸收峰发生显著蓝移。这种波长位移引起由固定波长建立起来的浓度与吸光度的线性关系发生偏离,引起约3%系统误差。高斯多峰拟合技术改进的pKa分光光度测量方法可广泛用于此类多组分体系紫外可见吸收光谱研究。