基于傅里葉變換紅外光譜技術(shù)的多組分氣體定量分析研究.pdf

1、有毒有害氣體定量分析研究對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場決策和實(shí)施有效救援、火災(zāi)早期陰燃產(chǎn)生氣體的探測、氣體泄漏診斷和材料特性的研究有重要作用。當(dāng)前的氣體檢測技術(shù)在適用范圍、靈敏度、可靠性、抗干擾性、使用壽命、便捷和經(jīng)濟(jì)性等方面各有特點(diǎn)和不足。傅里葉變換光譜技術(shù)（FTIR）以其精度高、適用范圍廣、響應(yīng)迅速、壽命長、使用方便等特點(diǎn)成為氣體定量分析領(lǐng)域較為理想的檢測手段。
　　 搭建基于FTIR 技術(shù)氣體定量分析的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過對(duì)低濃度的8組分有毒有害氣

2、體CO 、CO2 、NO 、NO2 、SO2 、HCl 、HBr 、HCN 進(jìn)行檢測，建立PLS 回歸模型。通過合理選擇光譜區(qū)間，篩選樣本，選擇模型參數(shù)以及后期的校正，使得模型本身的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.99 以上，校正誤差均方根RMSEC 達(dá)到15ppm 以下。對(duì)20 組樣本進(jìn)行預(yù)測，其預(yù)測結(jié)果偏差不超過該組分滿量程的±2％ F.S.。除CO2 外（CO2的量程范圍廣），各組分的預(yù)測誤差均方根RMSEP 不超過20ppm。
　　 為

3、了提高模型的可推廣性和驗(yàn)證模型的抗干擾性，將光譜數(shù)據(jù)矩陣計(jì)算范圍擴(kuò)展到全波段。為了關(guān)注紅外光譜數(shù)據(jù)氣體濃度數(shù)據(jù)之間的非線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過組合創(chuàng)新發(fā)展了的三種非線性方法：多項(xiàng)式偏小二乘法PPLS、偏最小二乘結(jié)合BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法PLS-BP 以及最小二乘支持向量機(jī)法LS-SVR，并與兩種經(jīng)典線性方法：偏最小二乘PLS和經(jīng)典最小二乘CLS作對(duì)比，分析了各種模型本身性能、對(duì)氣體濃度預(yù)測能力以及模型難易程度。從校正均方根誤差RMSEC 來看，非線