基于自适应短时傅里叶变换的品质因子Q值估算方法

品质因子Q是描述地下介质对地震波吸收衰减强弱程度的参数,同时也是地层含油气性的重要标志。在地震资料Q估算中,常用的方法是短时傅里叶变换方法,当窗函数被选定以后,其时频分辨率就固定了。针对该问题,提出一种自适应窗短时傅里叶变换的方法,以获得更准确的瞬时中心频率,并利用峰值频移法来估算品质因子Q。首先,利用固定窗长的短时傅里叶变换来提取信号的瞬时中心频率作为初始频率;然后,根据初始频率自适应计算不同频率的窗长,并利用自适应窗长短时傅里叶变换来求取瞬时中心频率;最后,结合峰值频移法得到高分辨率的品质因子Q值。利用合成数据和实际数据进行了测试,结果表明,相比于固定时窗短时傅里叶变换方法,自适应短时傅里叶变换方法具有更好的时间和频率分辨率,可以获得更高分辨率的品质因子Q值。该结果可以为地下介质的研究提供更准确、可靠的工具,有助于更好地了解地下结构和油气资源分布情况。

融合反距离加权和傅里叶变换的MODIS水汽校正方法

MODIS反演的可降水量(PWV)为连续的面状数据,精度不高;而GNSS水汽探测技术精度高,但为离散的点数据。本文综合两者优势,提出一种融合反距离加权和傅里叶变换的MODIS水汽校正方法,利用GNSS PWV来校正MODIS PWV产品,并采用香港地区GNSS数据和MODIS水汽产品进行实验验证。该方法首先考虑空间插值问题,使GNSS PWV与MODIS水汽在空间点位上一致。选取不同数量的MODIS像元点,对比6种插值算法的精度,发现选取5个插值参数时插值效果最佳,选择反距离加权法得到的插值水汽产品精度最高,平均偏差为-0.99 mm。其次考虑水汽校正问题,构建3种模型对MODIS PWV进行校正,发现傅里叶变换模型的均方根误差改进率可达70%以上。新模型的MODIS水汽校正方法能够减弱局部数据的影响,更准确地反映该地区的水汽分布情况。

傅里叶变换红外光谱法结合化学计量学对护肤品的检验研究

建立一种简便快速、无损检验护肤品的分析方法。利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对51个护肤品样品进行检验,根据红外光谱中吸收峰的峰位进行分析后,重点选取波数范围为3500~2700 cm^(-1)和1700~1000 cm^(-1)区域的数据,结合主成分分析法(PCA)对光谱数据进行降维分析,并通过采用组间联接法度量该样本类间亲疏程度,采用欧氏距离作为度量个体间距离的依据,将变量Z分数标准化为N[0,1]后,进行系统聚类分析法(HCA)实现对护肤品分类情况的进一步验证和分析。根据光谱数据的处理和分析,护肤品样品可以被分为五大类,利用化学计量学方法可以将51个护肤品样品全部区分开。该实验方法操作简单,结果准确、重现性好,可为护肤品物证鉴定提供科学的依据,为公安工作开展提供有效的帮助。

傅里叶变换红外光谱指纹图谱鉴别艾绒等级

提出了傅里叶变换红外光谱指纹图谱鉴别艾绒等级的方法,通过8种光谱预处理方法(去噪处理、高斯滤波、多元散射校正、标准正态变换、一阶导数+Savitzky-Golay(SG)平滑、二阶导数+SG平滑、一阶导数+Norris Gap、二阶导数+Norris Gap)和5种模式识别方法[反向传播神经网络(BP-NN)算法、遗传优化支持向量机(SVM-ga)、粒子群优化支持向量机(SVM-pso)、随机森林(RF)算法、K-最近邻(KNN)算法]的结合对比,得到鉴别艾绒等级的最佳模型。结果表明,艾绒的指纹图谱中有11个共有峰,对其进行主成分分析,得到9个主成分,累计方差贡献率达到99.67%。标准正态变换结合SVM-pso算法的鉴别效果最好,其训练集的鉴别正确率为100%,测试集的鉴别正确率为93.3%。

基于协相关性和傅里叶变换-差分吸收光谱法的臭氧浓度在线测量研究

采用协相关性和傅里叶变换-差分吸收光谱法对臭氧浓度进行了在线测量研究。先创建1套能够用于实验室在线监测臭氧浓度的发生装置,其测量精度可达到0.1×10^(-6);然后应用协相关性对测得的多组背景谱和吸收谱进行分析与计算,得到最优背景谱和吸收谱,进而准确反演臭氧吸收截面,优化臭氧浓度的计算过程;最后采用傅里叶变换-差分吸收光谱法以及逆傅里叶变换法在320~350 nm波段反演臭氧浓度,成功消除系统噪声的干扰,得到反演臭氧浓度的二次方程。

基于三角形收缩法改进的分数傅里叶变换估计牛顿环参数

针对分数傅里叶变换用于牛顿环参数估计时速度较慢的问题,通过分析牛顿环条纹图分数傅里叶域幅值最大值与相应旋转角的分布规律,提出基于三角形收缩法改进的分数傅里叶变换进行牛顿环参数估计的方法。实验结果表明:该方法具有可行性,对于图像尺寸小于640×640 pixels的条纹图,处理所需时间<1 s,随着图像尺寸增加,条纹图中包含的条纹数目增加,曲率半径估计值相对误差降低,而处理时间仍可满足工程实际需求。以处理1080×1080 pixels的图像为例,估计值相对误差为0.001%,处理时间为3.31 s。该方法估计720×720 pixels高斯噪声污损的牛顿环干涉条纹图像平均用时1.28 s,约为传统分数傅里叶变换用时的1/700。

傅里叶变换红外光谱法对一氧化碳气体定量分析研究

建立氮中一氧化碳的红外光谱定量分析方法。应用傅里叶变换红外光谱仪,选择一氧化碳的特征红外吸收波长为定量区域,根据红外吸收值响应强度对浓度在(50.0×10^(-6)-8.00%)mol/mol氮中一氧化碳气体进行定量分析,检测限为0.8×10^(-6)mol/mol,重复性好。对不同浓度氮中一氧化碳气体样品分别进行红外光谱与气相色谱的分析,测定结果表明两者具有良好的一致性,相对误差在±0.6%之内。因此,利用傅里叶变换红外光谱法对一氧化碳气体的定量分析结果准确、可靠,为气体计量检测机构开展一氧化碳气体标准物质的研制与应用提供了技术参考。

傅里叶变换-红外技术快速检测酿造酱油中含盐量的方法研究

以酿造酱油为研究对象,探究傅里叶变换-红外技术快速测定酿造酱油中含盐量的可行性。建立傅里叶变换-红外光谱法测定酿造酱油含盐量的快速定量模型,测定酿造酱油中的含盐量,与化学滴定法对比测定结果。结果显示,该模型的测定结果准确,具有较高的精密度和稳定性,为酿造酱油含盐量的定量分析提供了快速检测方法。

面向油品参数快速计量的高精度傅里叶近红外光谱仪

针对油品现场检测中实时性和准确度的需要,研制了一种面向油品参数快速计量的高精度傅里叶近红外光谱仪。该光谱仪采用相干长度扩增方法,可快速定位有效信号;通过驱动采集控制系统对傅里叶近红外检测光路进行100 nm等间隔的干涉调制,最终由傅里叶逆变换解析出的吸收光谱分辨力可达3.25 cm^(-1)。用该光谱仪对汽油样品进行质量检测的结果表明:该光谱仪可在短时间内对汽油中5种物质含量进行快速计量,其最大体积误差不超过0.7%,可以满足油品参数现场计量的需求,对市场中成品油质量的监管具有重要意义。

傅里叶变换红外光谱法研究肺组织切片

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪并借助OMNI采样器直接、快速地测定了正常肺组织及肺癌组织的红外光谱,通过研究表明,正常肺组织与肺癌组织样品的红外光谱在峰位、峰强及峰形等方面均存在明显而有规律的红外光谱差异,这反映了组织中的蛋白质、核酸和脂类等生物分子在不同性质的组织中含量上的差异。研究表明,FTIR可从分子水平上揭示正常肺组织和肺癌组织的特性,能对正常肺组织和肺癌组织的良、恶性的鉴别提供丰富而可靠的结构信息。

长白山地区几种红景天品种的傅里叶变换红外光谱法鉴别研究

分别用石油醚 ,氯仿 ,甲醇对长白山地区的野生和栽培高山红景天和长白红景天进行了提取 ,并首次对提取物进行了傅里叶变换红外光谱法测定 ,还用红景天块做了相应的验证研究。结果表明 ,长白山地区的野生和栽培高山红景天和长白红景天的红外光谱图谱有明显不同 。

利用傅里叶变换红外光谱法鉴定小麦品种

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱法分析了8个不同小麦品种根部的红外光谱图,对红外光谱图的吸收峰进行了归属分析,通过对各谱图的比对发现,在相同波数范围内,不同的小麦品种其红外谱图的形状、波数及吸收峰的多少有所不同。结果表明不同小麦品种的红外光谱图有明显的差异,其一在2800～2980cm-1波数范围内,此区反映的主要是甲基、亚甲基的伸缩振动,化合物分子链的长短、分子量的大小在此区有显现;其二差别较大的区域在1510～1730cm-1范围内,它反映的主要是酰胺的氮原子及α碳原子取代基的性质,可能是源于基因的差异,此区域内谱图差异较大。因此FTIR光谱法可用于不同小麦品种的鉴别。

紫花苜蓿对铜胁迫生理响应的傅里叶变换红外光谱法研究

为阐明紫花苜蓿(Medicago sativa L.)对铜胁迫的耐性机理,采用准确度好、分辨率高和简便快捷的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究在不同铜浓度(0、1、5、20、100 mol/L)处理时紫花苜蓿根、茎、叶化学组分的变化。结果表明:随着铜处理浓度的增加,紫花苜蓿根、茎、叶生物量变化不大。其根组织在2924 cm^(-1)处峰高处呈现出先下降后上升的趋势,反映了在低铜(<5 mol/L)处理条件下紫花苜蓿分泌的有机酸不断螯合Cu,造成羧酸0-H的减少,但随着Cu含量的升高,其羧酸螯合力变弱,有机酸含量渐渐升高;根组织在1381 cm^(-1)处峰高先下降后上升,反映了含油脂化合物含量先下降后升高。可能与植物在细胞壁结构上增强抗逆性有一定关系,即低Cu处理下细胞壁可能通过提高阳离子交换能力(CEC),增强了耐Cu性;茎组织在2924,1643,1381,1064 cm^(-1)等处峰高无明显变化;叶组织所有峰值在低浓度(<5 mol/L)Cu处理下变化不明显,高浓度(>5 moL/L)Cu处理下所有峰值先升后降,随着这可能与可溶性糖及可溶性蛋白质等物质含量都呈现先升后降的趋势有关。这表明紫花苜蓿通过根部有机酸含量的变化和提高细胞壁阳离子交换能力,将吸收的Cu大部分积累在根部,阻止Cu向地上部分运输,有效地保护了植物地上部分组织。

肿瘤组织傅里叶变换红外光谱诊断方法的比较研究

在前期的肿瘤组织红外光谱诊断方法研究中 ,采用水平衰减全反射 (ATR)红外光谱诊断法在多种肿瘤组织样品中取得了与病理诊断很好符合的实验结果 ;针对文献报道中多采用的显微红外光谱法 ,文章对同一肿瘤组织样品应用两种方法采集红外光谱 ,比较测量条件及光谱诊断结果 ,研究结果表明ATR法主要测量了整块组织的光谱信息 ,避免了组织结构不均一 ,微区采样扫描取点少对光谱诊断结果的影响 ,获得的光谱可以为临床应用提供判断依据。

傅里叶变换近红外光谱法测定大麦中蛋白质、淀粉和赖氨酸含量

采用傅里叶变换近红外光谱法测定大麦中蛋白质、淀粉、赖氨酸的含量 ,并用光谱影响值法(leverage)对异常值进行判断和处理。蛋白质、淀粉和赖氨酸含量近红外光谱分析模型的测定系数R2 分别为0 .985、0 .973和 0 .978;检验集的化学值与模型预测值的相关系数r分别为 0 .985 3、0 .96 4 4和 0 .9172 ,分析模型的预测相对标准偏差RSD分别为 4 .0 %、2 .4 %和 5 .4 % ,该结果可替代经典分析方法 ,满足农产品快速分析的需要。

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法的应用与进展

随着傅里叶变换红外光谱仪的应用及化学计量学的发展 ,傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR FTIR)成为用传统透过法制样效果不理想 (或制样复杂 )的样品及表层结构分析的有利工具和手段。ATR FTIR技术已应用到纺织、质检、公安等各个领域。目前 ,人们正在针对ATR FTIR的特性 ,开展应用研究。为此 ,文章主要介绍了国内外应用ATR FTIR技术进行深度剖析的研究 ,对材料表面的定性分析 ,组分的定量分析 ,光学纤维与ATR附件的联用技术 ,以及在其他领域 (如运用ATR FTIR技术考察中空纤维的结构及取向变化 ,研究皮肤促进剂的作用机理 )

傅里叶变换红外光谱法分析紫外线-B(UV-B)辐射对黄芩不同部位化学成分的影响

通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究了紫外线-B(UV-B)辐射对黄芩根、茎、叶不同部位化学成分的影响。结果表明,UV-B辐射增加了黄芩根及叶中醇类和酚类物质以及类黄酮的含量,根中萜类物质含量增加,叶中蛋白质含量增加。与根和叶中的情况相反,UV-B辐射降低了茎中醇类和酚类物质、类黄酮、不饱和脂以及内酯类物质,这些结果说明UV-B辐射下黄芩产生了次生代谢方面的变化,并且代谢产物的分配可能在根、茎、叶不同部位间存在权衡。使用红外二阶导数谱进行化学成分的分析,能够进一步为红外光谱分析结果补充更多信息,特别是有关类黄酮及其与糖类等结合成苷类分子的信息。使用傅里叶变换红外光谱法可以在宏观上简便、快速地检测UV-B辐射对黄芩根、茎、叶不同部位化学成分的影响,可以作为化学成分进一步深入分析的先导方法。

傅里叶变换滤波-差分吸收光谱法在烟气SO_2在线监测中的应用研究

差分吸收光谱(DOAS)法是利用气体分子窄带吸收特征来测量气体浓度的一种新型的光谱测量技术。本文分析了紫外差分吸收光谱(DOAS)法检测SO2数值处理上的问题,提出傅里叶变换滤波分析方法。本方法可有效减少各种干扰对SO2浓度计算的影响,特别是对与SO2有重叠差分吸收光谱但有不同频谱特性且未知气体的干扰有很好的效果。

基于快速傅里叶变换和共轭梯度法求解干接触问题

为求解粗糙表面弹性接触问题,将其转化为一个线性补余能问题,进而简化为一个二次函数的条件极值问题,利用共轭梯度法求解。算法实现了在共轭梯度方向上修正步长的优化,有效地提高了收敛效率。而占用大量计算时间的弹性变形求解采用快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)技术,该算法有效地克服了传统傅里叶变换所引起的周期性误差。计算实例模拟了点接触单峰表面,正弦表面和真实粗糙表面的弹性接触以及有限长滚子线接触等接触问题。计算结果显示目前所用算法有效地缩短了干接触弹性接触问题的求解时间,对于不同的粗糙表面和接触类型都表现出一致的良好收敛性,同时计算精度对网格的依赖性很小,是工程中有效的分析设计工具。

傅里叶变换红外光谱法鉴别黑色签字笔油墨种类

采用傅里叶变换红外光谱法对不同产地、不同牌号及同一牌号不同型号的122种黑色签字笔字迹进行了种类鉴别。以乙腈-水以体积比60比40作为提取剂,分别对122种黑色签字笔字迹进行了提取,根据提取效果的不同,分为可溶(63种)和不可溶(59种)两大类。然后对黑色签字笔字迹进行了傅里叶变换红外光谱测定,根据红外光谱图中特征峰数目的不同,吸收峰的峰位及峰面积比或峰高比的异同进一步进行区分,从而达到对黑色签字笔字迹油墨进行种类鉴别。对红外光谱测定的有关因素如:与溴化钾混合及压片的试样制备,写有字迹纸张的质量,以及不同波长及时间的紫外光照等也作了试验。