傅里叶变换红外光谱化学战剂混叠峰识别及定量分析研究

发布时间：2017-12-05 16:42

  本文关键词：傅里叶变换红外光谱化学战剂混叠峰识别及定量分析研究

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【摘要】：化学武器具有超强的毒杀性和致命性,它不但能长时间的以多种染毒方式产生作用,还能以毒气形式借助风雨扩散,对人类和生态环境造成更大范围的危害。降低这种损害的首要措施是化学武器防护,主要包括：监测报警、销毁、防护、洗消、救护。其中最关键的一步就是监测报警,报告及时,将会为后续的防护洗消提供大量数据情报,有效地提高防护效率。大气中存在干扰气体的情况下,会影响化学毒剂的识别。论文在傅里叶变换光谱检测原理和大气红外吸收光谱的基础上,对采集到的沙林模拟剂甲基膦酸二甲酯的红外光谱数据进行了基线校正、特征提取和定量分析。首先,针对测量过程中产生的缓慢变化的基线漂移,采用自适应迭代重加权惩罚最小二乘算法对实验测得的甲基膦酸二甲酯红外光谱信号进行基线校正,该方法能够得到平滑度较好的拟合基线漂移信号,使得校正后的光谱信息最大限度的逼近原始光谱,而且保真度达到了99.06%以上。其次,针对甲基膦酸二甲酯、反-2丁烯、1,3-丁二烯和丙烯和随机噪声混合气体具有的非高斯性、非线性高维度特征,将上述四种气体和随机噪声信号都看作待测组分考虑,利用基于高阶统计量的快速独立成分分析方法将各组分分离出来,并且对传统的快速独立成分分析进行迭代改进,提高了收敛速度。然后,采用极限学习机建立了各成分的浓度校正模型,并且针对定量模型进行了参数优化。最后,对理论提出的方法进行了实验验证。用搭建好的实验系统采集甲基膦酸二甲酯、反-2丁烯、1,3-丁二烯和丙烯的混合气体做实验分析。通过参数调节优化定量分析模型,同时结合定量模型的精度对特征提取方法进行了实验验证。实验结果表明,优化的快速独立成分分析分离相似度达到0.9748,且速度平均提高0.05s,参数优化后各组分定量模型的精度均能达到0.9846以上。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.33

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本文编号：1255509