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基于HITRAN数据库的高含硫气体红外光谱定量分析
1
作者 杨正刚 曾巧 +2 位作者 奚宁凯 高进 李太福 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第3期130-137,共8页
目的 为提高高危气体检测的安全性与效率,减少实际操作中的安全隐患,研究基于高分辨率透射分子吸收数据库(HITRAN数据库)的高含量H_(2)S混合气体红外光谱定量分析方法,并验证其在工业、环境监测和公共安全领域中的应用可行性。方法 利... 目的 为提高高危气体检测的安全性与效率,减少实际操作中的安全隐患,研究基于高分辨率透射分子吸收数据库(HITRAN数据库)的高含量H_(2)S混合气体红外光谱定量分析方法,并验证其在工业、环境监测和公共安全领域中的应用可行性。方法 利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR),结合支持向量回归(SVR)和径向基函数(RBF)神经网络模型,对含H_(2)S、CO_(2)和CH_(4)的混合气体数据进行定量分析。通过HITRAN数据库生成高精度理论光谱数据,并采用光谱叠加方法模拟混合气体光谱,同时加入噪声模拟FTIR仪器的响应特性,以更接近实际检测环境。结果 该方法在多组分气体的定量分析中表现出较高的效率和精度,其中基于径向基核函数的支持向量回归(R-SVR)模型效果优于RBF神经网络模型,能够实现更高精度的检测结果。结论 为高含量H_(2)S混合气体检测提供了一种低成本、高效且安全的仿真验证手段,同时为实际应用中的多组分气体检测提供了可靠的技术支持,具有重要的工程实践价值。 展开更多
关键词 H_(2)S hitran数据库 红外光谱 定量分析 RBF神经网络 支持向量回归
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基于HITRAN数据库的深海甲烷辐射光谱仿真研究 被引量：1
2
作者 刘青松 但有全 +3 位作者 杨鹏 许罗鹏 羊富彬 邓楠 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2714-2719,共6页
研发能够精确、实时、原位获取热液甲烷数据的深海甲烷传感器对深海研究具有非常重要的意义。前期研制的两款深海甲烷光学成像干涉系统,均利用甲烷辐射光谱开展甲烷状态参数探测和反演。首先,以分子光谱辐射理论为基础,建立了分子辐射... 研发能够精确、实时、原位获取热液甲烷数据的深海甲烷传感器对深海研究具有非常重要的意义。前期研制的两款深海甲烷光学成像干涉系统,均利用甲烷辐射光谱开展甲烷状态参数探测和反演。首先,以分子光谱辐射理论为基础,建立了分子辐射光谱与浓度、温度、压强的理论关系式,结合深海高压环境特点,建立了基于Lorentz线型的深海分子辐射模型,该模型为利用光谱法定量反演分子浓度、温度、压强等状态参数提供理论依据,同时为深海分子光谱仿真提供有力工具。接着,借助HITRAN分子光谱数据库提供的分子基本谱线参数,挑选出甲烷成像干涉系统的光源谱线。对比CH_(4)分子与CO_(2),H_(2)S,H_(2)O等分子的特征吸收谱线,在5990~6150 cm^(-1)波段范围内,CH_(4)谱线强度比CO_(2),H_(2)S,H_(2)O等三种干扰分子的谱线强度约高2~3个数量级,且此波段内甲烷六条有效谱线分布均匀,谱线间距皆约为2~3 nm,非常适合采用光谱法进行分子状态参数探测,因此选择谱线干扰较弱、谱线分布均匀、谱线间距适中的甲烷六条谱线(1640.37,1642.91,1645.56,1648.23,1650.96和1653.72 nm)作为甲烷成像干涉探测系统的目标光源谱线。最后,基于深海分子辐射模型和HITRAN数据库的甲烷分子基本谱线参数,人工合成了甲烷任意浓度,任意温度和任意压强的辐射光谱数据,并分析了甲烷辐射光谱随浓度、温度和压强的变化特征。对于单一中心谱线,甲烷分子辐亮度随着浓度的升高而线性增大,随着温度的升高而非线性增大,随着压强的升高而非线性减小。对于全波段谱线,甲烷辐射光谱的全线宽随着浓度、温度的升高而变宽,随着压强的升高而变窄。建立的深海甲烷辐射光谱理论和仿真分析结果,可以为基于光谱法的海洋原位甲烷传感器的研制和数据反演提供数据支撑和理论依据。 展开更多
关键词 热液甲烷 辐射光谱 hitran分子光谱数据库 成像干涉
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不同版本HITRAN数据库中红外波段上行传输透过率的计算 被引量：8
3
作者 刘丹丹 黄印博 +2 位作者 戴聪明 魏合理 饶瑞中 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1776-1782,共7页
为比较不同版本数据库对透过率计算精度的影响，利用逐线积分辐射传输模式，对比分析了HITRAN 2k,HITRAN 04和HITRAN 08数据库在中红外波段（2-12 μm）、四种初始高度（1、10、15、20 km）上行大气传输分子透过率的差异。结果表明，在... 为比较不同版本数据库对透过率计算精度的影响，利用逐线积分辐射传输模式，对比分析了HITRAN 2k,HITRAN 04和HITRAN 08数据库在中红外波段（2-12 μm）、四种初始高度（1、10、15、20 km）上行大气传输分子透过率的差异。结果表明，在4种初始高度上，04版本的平均绝对偏差均比2k版本小，而且在某些波段上对应的绝对偏差均较大：在1cm-1分辨率时，仅考虑C02吸收，04、2k版本对应的最大绝对偏差为0.338（2.696 μm）和0.394（2.749 μm） 在0.1cm-1分辨率时，考虑7种分子吸收，04、2k版本对应的最大绝对偏差达到了 0.95（4.191 μm）和0.936（3.568 μm）。在计算中红外波段不同初始高度上行大气传输透过率时，采用旧版本的HITRAN数据库在某些波段会产生相当大的误差。 展开更多
关键词 LBLRTM 大气透过率 hitran数据库 绝对偏差
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雾天气中THz与红外的传输特性 被引量：5
4
作者 王蓉蓉 吴振森 +1 位作者 张艳艳 巩蕾 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期90-95,共6页
基于HITRAN数据库,对比了大气主要成份分子对THz波段的吸收.从Mie理论出发,结合雾滴粒子谱分布,分析了不同波长信号雾滴粒子群的平均体系散射特性.采用蒙特卡罗方法,得到了红外波段和THz波段雾天气的透过率、反射率,以及前向、后向散射... 基于HITRAN数据库,对比了大气主要成份分子对THz波段的吸收.从Mie理论出发,结合雾滴粒子谱分布,分析了不同波长信号雾滴粒子群的平均体系散射特性.采用蒙特卡罗方法,得到了红外波段和THz波段雾天气的透过率、反射率,以及前向、后向散射强度.结果表明:THz波段内,频率越低,透过率越高,反射率越低,后向散射强度越小;相同传输距离下,THz波段比红外波段具有更好的透射能力;相同散射角下,红外波段信号前向散射强度大于THz波段.该研究结果对THz技术在大气空间中的应用具有重要意义. 展开更多
关键词 太赫兹 雾 多重散射 蒙特卡罗法 hitran数据库
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中红外波段高空大气传输透过率及热辐射计算 被引量：4
5
作者 刘丹丹 黄印博 +1 位作者 戴聪明 魏合理 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2324-2329,共6页
使用逐线积分（LBL）及四种版本高分辨率分子吸收数据库（HITRAN96、2k、04及08版本）对比计算了中红外2～5μm波段在中纬度夏季（45°N，7月）模式高空大气下行传输的大气分子透过率及热辐射．结果表明：透过率随着下行传输路径减... 使用逐线积分（LBL）及四种版本高分辨率分子吸收数据库（HITRAN96、2k、04及08版本）对比计算了中红外2～5μm波段在中纬度夏季（45°N，7月）模式高空大气下行传输的大气分子透过率及热辐射．结果表明：透过率随着下行传输路径减小而增大，热辐射随着传输路径的减小而降低，适当的减小传输路径可以降低高空大气对光电系统应用的影响。96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上透过率的平均绝对偏差均较小，但在某些波段绝对偏差较大，如HITRAN2k在100～10km传输路径上的绝对偏差最大达到了0．81；96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上热辐射的平均绝对偏差的数量级均为10^-6。04版本的平均绝对偏差并非在所有路径中是最小的。计算不同传输路径的大气透过率和热辐射时．采用旧版本的数据库在某些波段可能会产生相当大的误差。 展开更多
关键词 大气透过率 热辐射 hitran数据库 LBLRTM软件
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空芯光子晶体带隙光纤用于甲烷检测的研究 被引量：3
6
作者 王志芳 王书涛 +1 位作者 王贵川 车先阁 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期1135-1139,共5页
基于甲烷的光谱吸收理论,设计了一套利用空芯光子晶体带隙光纤(HC-PBGF)做传感气室的全光纤甲烷检测系统。根据HITRAN2012数据库和HAWKS软件确定甲烷的检测波长;利用气泵在HC-PBGF两端形成压力差来加快甲烷气体的扩散,利用反射镜延长光... 基于甲烷的光谱吸收理论,设计了一套利用空芯光子晶体带隙光纤(HC-PBGF)做传感气室的全光纤甲烷检测系统。根据HITRAN2012数据库和HAWKS软件确定甲烷的检测波长;利用气泵在HC-PBGF两端形成压力差来加快甲烷气体的扩散,利用反射镜延长光程至2倍;通过实验得到190 s后气体扩散完成,0.5 h内系统示值波动为0.012%,平均重复率为99.63%。最后配制0~2.5%浓度的甲烷气体进行浓度检测,得出甲烷浓度与相对吸收强度呈线性关系,线性度为99.92%。该系统成功实现了将HC-PBGF的空芯结构用于甲烷的吸收检测,加快了系统的响应速度,实现了仪器的小型化,使在线检测更加方便。 展开更多
关键词 计量学 甲烷检测 气体传感 空芯光子晶体带隙光纤 气体填充 hitran数据库
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行星大气1～3000GHz微波-亚毫米波辐射模拟 被引量：2
7
作者 付佳 王振占 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期192-201,共10页
为模拟行星大气在微波-亚毫米波波段的辐射传输特性,利用逐线积分方法计算行星大气中各气体成分在1~3000 GHz的吸收系数.基于HITRAN数据库中各气体分子的跃迁频率及线强等参数,有效模拟了各气体分子在此频段内的吸收特征,并与常用的微波... 为模拟行星大气在微波-亚毫米波波段的辐射传输特性,利用逐线积分方法计算行星大气中各气体成分在1~3000 GHz的吸收系数.基于HITRAN数据库中各气体分子的跃迁频率及线强等参数,有效模拟了各气体分子在此频段内的吸收特征,并与常用的微波-亚毫米波大气辐射传输模式进行对比.分析地球大气的组成及特性,利用辐射传输方程模拟临边探测方式下不同频段的大气辐射亮温.研究结果可为后续地球乃至行星大气成分探测模拟、频带选择以及大气成分廓线反演提供模型及理论依据. 展开更多
关键词 逐线积分 吸收系数 hitran数据库 大气辐射传输特性
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气体高温辐射特性窄谱带模型参数库构建 被引量：3
8
作者 蔡红华 聂万胜 +2 位作者 吴睿 苏凌宇 侯志勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期78-85,共8页
不同推进剂火箭发动机尾焰中主要辐射气体组分不同,采用谱带模型法精确快速求解不同推进剂火箭发动机尾焰红外辐射特性,需要构建描述气体辐射特性的谱带参数数据库。提出了一种谱带参数库构建方法并开发了计算程序,以HITEMP2010数据库... 不同推进剂火箭发动机尾焰中主要辐射气体组分不同,采用谱带模型法精确快速求解不同推进剂火箭发动机尾焰红外辐射特性,需要构建描述气体辐射特性的谱带参数数据库。提出了一种谱带参数库构建方法并开发了计算程序,以HITEMP2010数据库为基础构建了波数间隔5 cm-1、温度间隔100 K的CO_2和H_2O谱带模型参数库,通过与实验测量对比吸收系数分布特性、与逐线计算法对比透过率分布特性验证了所提出模型和开发程序的准确性;在此基础上,分别以HITEMP2010和HITRAN2012数据库为基础构建了辐射气体CO、OH、NO和NO_2的谱带模型参数数据库,并结合逐线计算法对比分析了不同温度下、不同光学行程下透过率分布特性。 展开更多
关键词 红外辐射特性 谱带模型参数 光谱数据库 HITEMP2010 hitran2012
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