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三线性分解方法用于光谱数据中背景漂移的扣除 被引量:2
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作者 卿湘东 吴海龙 +4 位作者 谷惠文 尹小丽 文瑾 申湘忠 俞汝勤 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第3期277-284,共8页
在光谱测量中,通常会发生光谱背景漂移现象.引起光谱背景漂移的因素有很多,如仪器的背景噪声变化,测量时环境温度的变化,光源如氙灯的使用时间等等.针对三维光谱数阵,发展了一种基于交替三线性分解(ATLD)算法的化学计量学方法用来处理... 在光谱测量中,通常会发生光谱背景漂移现象.引起光谱背景漂移的因素有很多,如仪器的背景噪声变化,测量时环境温度的变化,光源如氙灯的使用时间等等.针对三维光谱数阵,发展了一种基于交替三线性分解(ATLD)算法的化学计量学方法用来处理光谱背景漂移问题.该方法在进行三线性分解时,对待光谱背景漂移与感兴趣组分一样,将其单独当作一个组分或因子来考虑,并将其从分解得到的相应矩阵中提取出来,构建一个光谱背景漂移阵,然后从三维原始响应数阵中将其减掉,从而达到成功扣除光谱背景漂移的目的.采用发展的方法处理2组模拟数据和2组实验数据,都获得了满意的结果.另外,对于非线性较严重的背景漂移,通过再进行一次扣除,即"二次扣除",也达到了理想的效果.该方法有望发展成为一种很有潜力的光谱预处理技术. 展开更多
关键词 化学计量学 交替三线性分解 三维响应数阵 背景漂移 光谱预处理
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中红外谐波检测背景信号漂移的修正方法 被引量:3
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作者 邹丽昌 黄俊 +5 位作者 李峥辉 邓瑶 邵国栋 阮真 卢志民 姚顺春 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期408-413,共6页
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)由于具有高灵敏度、高分辨率、非侵入及实时检测等特点,被广泛应用于燃烧诊断、痕量气体监测、工业过程控制等领域中。波长调制光谱(WMS)的二次谐波(2f)检测是最常用的TDLAS气体传感方法之一。激光器作... 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)由于具有高灵敏度、高分辨率、非侵入及实时检测等特点,被广泛应用于燃烧诊断、痕量气体监测、工业过程控制等领域中。波长调制光谱(WMS)的二次谐波(2f)检测是最常用的TDLAS气体传感方法之一。激光器作为TDLAS-WMS在线检测系统中最核心的部件之一,在长期运行过程中会由于其工作温度等因素变化,引起输出激光波长漂移和2f背景信号基线变化,从而导致气体浓度反演的精确度和TDLAS-WMS在线检测系统的稳定性降低。针对上述问题,根据NO气体分子在中红外波段5.176~5.189μm的基频吸收特性,选择峰值发射波长位于5.184μm的分布反馈式连续波量子级联激光器(DFB-CW QCL),分析了输出激光中心波长对应的峰值采样点位置随采样时间变化的漂移规律和2f吸收及其背景信号的漂移特性。基于上述分析,提出了以2f信号平均峰峰值替代2f信号峰值建立气体浓度反演模型以修正2f背景信号基线漂移,并结合以信噪比最优为2f背景信号波长漂移修正原则的2f背景信号漂移综合修正方法,以消除TDLAS-WMS在线检测系统长期连续检测过程中2f背景信号漂移对气体浓度反演结果的不利影响。研究结果表明,2f信号平均峰峰值随配置的NO样气浓度的增加而增大,这两者呈现较好的线性关系,其拟合曲线的线性拟合度R 2达到了0.9999。在使用体积浓度为20×10^-6 NO气体样品开展的连续60 min监测实验中,波长漂移修正后,反演浓度的标准偏差由波长漂移修正前的0.19×10^-6下降到了0.07×10^-6,反演浓度的最大相对误差由波长漂移修正前的6.30%下降到了3.85%,相对误差均方值由波长漂移修正前的24.39%下降到了9.99%。结果显示,该2f背景信号漂移综合修正方法可以有效地抑制2f背景信号漂移对气体浓度反演结果的影响,显著提高了TDLAS-WMS在线检测系统连续监测的灵敏度、精确度和稳定性。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 背景信号漂移 中红外谐波检测 NO浓度
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TDLAS痕量气体检测中激光器管壳温度对背景信号的影响 被引量:8
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作者 陈昊 鞠昱 +1 位作者 韩立 刘俊标 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1670-1674,共5页
采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对痕量气体的连续检测,二次谐波背景信号会随着半导体激光器管壳温度变化产生漂移,使得二次谐波波形无法保持稳定,对测量结果产生误差。基于TDLAS原理,解释了二次谐波背景信号的产生,分析了背... 采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对痕量气体的连续检测,二次谐波背景信号会随着半导体激光器管壳温度变化产生漂移,使得二次谐波波形无法保持稳定,对测量结果产生误差。基于TDLAS原理,解释了二次谐波背景信号的产生,分析了背景信号的来源和背景漂移对测量结果的影响,通过对背景信号的扣除获得标准的二次谐波波形,设计并搭建了一套高精度恒温控制系统,此系统搭载了风冷以及水冷模块进行辅助控温,控制精度达到±0.1℃,选取了1 796和1 653nm波长的DFB半导体激光器,通过控制两只激光器在20~44℃温度条件下来回变动,温度间隔为2℃,对获得的二次谐波背景信号进行了实验研究。研究表明:随着半导体激光器管壳温度上升,背景信号发生红移,反之发生蓝移;实验中温度每变化2℃,1 796和1 653nm的DFB激光器的背景信号分别产生了约3.2和2.67pm波长漂移;通过对半导体激光器进行控温封装,实现对半导体激光器管壳的恒温控制,可以有效地消除室温变化引起的背景信号漂移,维持测量系统的稳定性,提高痕量气体检测的精度和准确度。 展开更多
关键词 气体检测 TDLAS 背景信号漂移 温度特性
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Double beam near-infrared spectrometer for compensation of background water absorption and instrumental drift in intensity
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作者 CHANG Min PENG Dan XU Ke-xin 《Optoelectronics Letters》 EI 2007年第3期211-214,共4页
A double beam near-infrared spectrometer is developed to compensate the water absorption and instrumental drift in intensity. The spectrometer may be used for both single and double beam measurements,and the two opera... A double beam near-infrared spectrometer is developed to compensate the water absorption and instrumental drift in intensity. The spectrometer may be used for both single and double beam measurements,and the two operation modes are compared. The results show that the double beam technique eliminates instrumental drift in the single beam measurement and therefore the stability of the system increases by more than 20%. The compensation of the double beam system on water absorption is verified by the measurement of fat content in milk. The results show that the spectrum data based on double beam mode get better calibration model and lower prediction error than traditional single beam mode. 展开更多
关键词 双光束近红外光谱仪 光强 背景水吸光 仪器漂移 补偿
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