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差分吸收光谱FFT+FT频谱细化方法研究
被引量：
7
1
作者
贾桂红
张建军
郑海明
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期2116-2121,共6页
利用差分吸收光谱法(DOAS)可以实现污染气体的在线监测。为了提高监测精度,通常利用傅里叶变换滤波法(FFT)处理差分吸收光谱数据,但是因其频率分辨率的限制,影响其幅值精度,导致气体浓度的测量误差较大。提出了一种将FFT和FT相结合的差...
利用差分吸收光谱法(DOAS)可以实现污染气体的在线监测。为了提高监测精度,通常利用傅里叶变换滤波法(FFT)处理差分吸收光谱数据,但是因其频率分辨率的限制,影响其幅值精度,导致气体浓度的测量误差较大。提出了一种将FFT和FT相结合的差分光谱数据处理方法(FFT+FT),首先对差分吸收光谱数据做FFT变换,得到其全景谱,再对峰值点附近的频谱用改进的连续FT进行细化,提高特征吸收频段的分辨率,对幅值误差进行补偿,从而提高气体浓度在线监测的精度。实验配制了不同浓度的SO_(2)和NO_(2)气体,当细化倍数为15时,SO_(2)和NO_(2)气体的最大测量误差不超过3.68%和3.17%,相对于FFT法,平均误差分别降低了1.82%和1.45%;相对于传统的多项式拟合法,平均误差分别降低了14.9%和1.80%;对恒定浓度的SO_(2)和NO_(2)气体分别进行了多次测量,验证了FFT+FT方法的稳定性。分析了细化倍数对测量精度的影响,当细化倍数小于15时,浓度测量误差随着细化倍数的增加而降低;当细化倍数从15增加到20时,误差反而逐渐变大,在大于20以后,误差出现波动,且都大于细化倍数为15时的测量误差。由于细化倍数太大,使谱线过于密集,找到频谱序列最大值的概率降低了,因此在有噪声的情况下采用该法进行频谱校正时,会出现细化倍数加大而测量精度反而降低的现象。确定了最优细化倍数,在确保测量精度前提下,使频谱细化的计算量最小,满足DOAS法实时在线监测气体浓度的要求。
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关键词
差分吸收光谱法
频谱
细化
连续
细化
傅里
叶
变换分析
(
fft
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ft
)
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职称材料
题名
差分吸收光谱FFT+FT频谱细化方法研究
被引量：
7
1
作者
贾桂红
张建军
郑海明
机构
河北工业大学机械工程学院
华北电力大学能源动力与机械工程学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期2116-2121,共6页
基金
国家自然科学基金项目(11174078)
河北省自然科学基金项目(E2019502089)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2017MS145)资助。
文摘
利用差分吸收光谱法(DOAS)可以实现污染气体的在线监测。为了提高监测精度,通常利用傅里叶变换滤波法(FFT)处理差分吸收光谱数据,但是因其频率分辨率的限制,影响其幅值精度,导致气体浓度的测量误差较大。提出了一种将FFT和FT相结合的差分光谱数据处理方法(FFT+FT),首先对差分吸收光谱数据做FFT变换,得到其全景谱,再对峰值点附近的频谱用改进的连续FT进行细化,提高特征吸收频段的分辨率,对幅值误差进行补偿,从而提高气体浓度在线监测的精度。实验配制了不同浓度的SO_(2)和NO_(2)气体,当细化倍数为15时,SO_(2)和NO_(2)气体的最大测量误差不超过3.68%和3.17%,相对于FFT法,平均误差分别降低了1.82%和1.45%;相对于传统的多项式拟合法,平均误差分别降低了14.9%和1.80%;对恒定浓度的SO_(2)和NO_(2)气体分别进行了多次测量,验证了FFT+FT方法的稳定性。分析了细化倍数对测量精度的影响,当细化倍数小于15时,浓度测量误差随着细化倍数的增加而降低;当细化倍数从15增加到20时,误差反而逐渐变大,在大于20以后,误差出现波动,且都大于细化倍数为15时的测量误差。由于细化倍数太大,使谱线过于密集,找到频谱序列最大值的概率降低了,因此在有噪声的情况下采用该法进行频谱校正时,会出现细化倍数加大而测量精度反而降低的现象。确定了最优细化倍数,在确保测量精度前提下,使频谱细化的计算量最小,满足DOAS法实时在线监测气体浓度的要求。
关键词
差分吸收光谱法
频谱
细化
连续
细化
傅里
叶
变换分析
(
fft
+
ft
)
Keywords
Differential optical absorption spectroscopy
Spectrum zoom
Fast Fourier transformation and fourer transformation
分类号
O433 [机械工程—光学工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
差分吸收光谱FFT+FT频谱细化方法研究
贾桂红
张建军
郑海明
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
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