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基于3D荧光光谱分析和多维偏最小二乘的PAHs浓度优化检测
被引量：
3
1
作者
王小鹏
麻文刚
+2 位作者
蔡祥云
吴旭
朱天亮
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期1798-1805,共8页
多环芳烃(PAHs)具有强致癌性,威胁人类身体健康。在复杂水质检测环境中,利用荧光光谱检测PAHs浓度时,由于测量光谱中存在瑞利散射影响,使得PAHs光谱信号包含明显的非平稳噪声,常用的多次采样求均值法容易使PAHs光谱存在明显的测量误差,...
多环芳烃(PAHs)具有强致癌性,威胁人类身体健康。在复杂水质检测环境中,利用荧光光谱检测PAHs浓度时,由于测量光谱中存在瑞利散射影响,使得PAHs光谱信号包含明显的非平稳噪声,常用的多次采样求均值法容易使PAHs光谱存在明显的测量误差,导致PAHs检测精度下降。为此,提出了一种基于3D荧光光谱分析和多维偏最小二乘(N-PLS)的PAHs浓度优化检测方法,首先分析了菲、芴、苊与荧蒽4种PAHs溶液的光谱特性,通过拟合散射带数据点值消除光谱中的瑞利散射噪声,同时尽可能地保留原光谱信息。提取4种PAHs光谱的均值、方差和一维边际分布等特征参数,利用聚类分析方法对其光谱数据做样本分类,将相似光谱数据样本进行合并;然后根据校正集的光谱信号与不同PAHs浓度之间的关系,建立N-PLS模型,对各类PAHs的浓度进行预测分析,并且验证PAHs浓度与光谱数据荧光强度的关系;最后利用双线性分解对浓度残差进行修正,对含有各类PAHs的水溶液与实际水样进行浓度残差验证,分析了不同参数下PAHs的预测误差。实验结果表明,溶剂菲有2个明显的荧光峰值,激发与发射波长分别为285/245和315/345nm;芴与荧蒽均存在6个明显的荧光特征峰值,分别为265/255,325/345,335/325,365/355,385/395和405/415nm,且与其他PAHs的荧光峰值相距较远;溶液苊在发射波长300~485nm的范围内存在连续波峰,且对应激发波长在255~360nm范围内;N-PLS方法对不同水质环境下的PAHs预测误差较小,其中菲与芴均方根误差均小于0.4μg·L^-1,相对误差小于6%,苊与荧蒽均方根误差均小于1.0μg·L^-1,相对误差均小于9%。对4种不同的PAHs在河流中的扩散趋势进行了仿真分析,确定出了其扩散程度,其中芴与菲扩散速率约为51mg·L^-1,苊与荧蒽扩散速率为21mg·L^-1,且扩散速率在一定范围内呈线性增长趋势,PAHs与其浓度之间符合朗伯比尔定律的线性关系;通过不同迭代次数下N-PLS方法的均方根误差分析,得到了均方根误差精度最高时的迭代次数;对比了不同主因子数时N-PLS方法对PAHs预测的适应度与相关系数,结果表明当主因子数为3时,适应度可达96.5%,此时N-PLS预测模型效果最佳。相比其他检测方法,本文方法检测精度较高,回收率较好,具有较强的鲁棒性。
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关键词
多环芳烃检测
3d荧光光谱
校正集
多维偏最小二乘
双线性分解
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职称材料
3D-PEDXRF法快速检测车用汽油中有害元素含量
被引量：
4
2
作者
郑煜
范艳璇
+2 位作者
陶志平
赵杰
李祎
《石油炼制与化工》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期71-76,共6页
建立了3D全偏振单色能量色散X射线荧光光谱法(3D-PEDXRF)检测车用汽油中金属元素(锰、铁、铅)和非金属元素(硅、硫、氯)的方法,并对方法的重复性、准确性进行了考察。试验结果表明:车用汽油中6种元素的质量分数在0~50μg/g范围内具有良...
建立了3D全偏振单色能量色散X射线荧光光谱法(3D-PEDXRF)检测车用汽油中金属元素(锰、铁、铅)和非金属元素(硅、硫、氯)的方法,并对方法的重复性、准确性进行了考察。试验结果表明:车用汽油中6种元素的质量分数在0~50μg/g范围内具有良好的线性关系,各元素的检测下限均可达到1μg/g,重复测定6次结果的相对标准偏差均小于6%,回收率均在95%~105%之间,可满足汽油中硅、硫、氯、锰、铁、铅的分析要求。该方法可实现一台仪器同时检测车用汽油中的6种元素,有效提高分析效率。
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关键词
3
d
全偏振单色能量色散X射线
荧光
光谱
汽油
元素分析
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职称材料
题名
基于3D荧光光谱分析和多维偏最小二乘的PAHs浓度优化检测
被引量：
3
1
作者
王小鹏
麻文刚
蔡祥云
吴旭
朱天亮
机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期1798-1805,共8页
基金
国家自然科学基金项目(61761027)资助
文摘
多环芳烃(PAHs)具有强致癌性,威胁人类身体健康。在复杂水质检测环境中,利用荧光光谱检测PAHs浓度时,由于测量光谱中存在瑞利散射影响,使得PAHs光谱信号包含明显的非平稳噪声,常用的多次采样求均值法容易使PAHs光谱存在明显的测量误差,导致PAHs检测精度下降。为此,提出了一种基于3D荧光光谱分析和多维偏最小二乘(N-PLS)的PAHs浓度优化检测方法,首先分析了菲、芴、苊与荧蒽4种PAHs溶液的光谱特性,通过拟合散射带数据点值消除光谱中的瑞利散射噪声,同时尽可能地保留原光谱信息。提取4种PAHs光谱的均值、方差和一维边际分布等特征参数,利用聚类分析方法对其光谱数据做样本分类,将相似光谱数据样本进行合并;然后根据校正集的光谱信号与不同PAHs浓度之间的关系,建立N-PLS模型,对各类PAHs的浓度进行预测分析,并且验证PAHs浓度与光谱数据荧光强度的关系;最后利用双线性分解对浓度残差进行修正,对含有各类PAHs的水溶液与实际水样进行浓度残差验证,分析了不同参数下PAHs的预测误差。实验结果表明,溶剂菲有2个明显的荧光峰值,激发与发射波长分别为285/245和315/345nm;芴与荧蒽均存在6个明显的荧光特征峰值,分别为265/255,325/345,335/325,365/355,385/395和405/415nm,且与其他PAHs的荧光峰值相距较远;溶液苊在发射波长300~485nm的范围内存在连续波峰,且对应激发波长在255~360nm范围内;N-PLS方法对不同水质环境下的PAHs预测误差较小,其中菲与芴均方根误差均小于0.4μg·L^-1,相对误差小于6%,苊与荧蒽均方根误差均小于1.0μg·L^-1,相对误差均小于9%。对4种不同的PAHs在河流中的扩散趋势进行了仿真分析,确定出了其扩散程度,其中芴与菲扩散速率约为51mg·L^-1,苊与荧蒽扩散速率为21mg·L^-1,且扩散速率在一定范围内呈线性增长趋势,PAHs与其浓度之间符合朗伯比尔定律的线性关系;通过不同迭代次数下N-PLS方法的均方根误差分析,得到了均方根误差精度最高时的迭代次数;对比了不同主因子数时N-PLS方法对PAHs预测的适应度与相关系数,结果表明当主因子数为3时,适应度可达96.5%,此时N-PLS预测模型效果最佳。相比其他检测方法,本文方法检测精度较高,回收率较好,具有较强的鲁棒性。
关键词
多环芳烃检测
3d荧光光谱
校正集
多维偏最小二乘
双线性分解
Keywords
Polycyclic aromatic hy
d
rocarbon
d
etection
Three-
d
imensional fluorescence spectrum
Rayleigh scattering
N-way partial least square
Bilinear
d
ecomposition
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
3D-PEDXRF法快速检测车用汽油中有害元素含量
被引量：
4
2
作者
郑煜
范艳璇
陶志平
赵杰
李祎
机构
中石化石油化工科学研究院有限公司
出处
《石油炼制与化工》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期71-76,共6页
文摘
建立了3D全偏振单色能量色散X射线荧光光谱法(3D-PEDXRF)检测车用汽油中金属元素(锰、铁、铅)和非金属元素(硅、硫、氯)的方法,并对方法的重复性、准确性进行了考察。试验结果表明:车用汽油中6种元素的质量分数在0~50μg/g范围内具有良好的线性关系,各元素的检测下限均可达到1μg/g,重复测定6次结果的相对标准偏差均小于6%,回收率均在95%~105%之间,可满足汽油中硅、硫、氯、锰、铁、铅的分析要求。该方法可实现一台仪器同时检测车用汽油中的6种元素,有效提高分析效率。
关键词
3
d
全偏振单色能量色散X射线
荧光
光谱
汽油
元素分析
Keywords
3
d
fully polarize
d
monochromatic energy
d
ispersive X-ray fluorescence spectroscopy
gasoline
element analysis
分类号
TE626.21 [石油与天然气工程—油气加工工程]
O657.34 [理学—分析化学]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于3D荧光光谱分析和多维偏最小二乘的PAHs浓度优化检测
王小鹏
麻文刚
蔡祥云
吴旭
朱天亮
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
3D-PEDXRF法快速检测车用汽油中有害元素含量
郑煜
范艳璇
陶志平
赵杰
李祎
《石油炼制与化工》
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
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