本文關(guān)鍵詞：傅里葉變換紅外光譜化學戰(zhàn)劑混疊峰識別及定量分析研究

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【摘要】：化學武器具有超強的毒殺性和致命性,它不但能長時間的以多種染毒方式產(chǎn)生作用,還能以毒氣形式借助風雨擴散,對人類和生態(tài)環(huán)境造成更大范圍的危害。降低這種損害的首要措施是化學武器防護,主要包括：監(jiān)測報警、銷毀、防護、洗消、救護。其中最關(guān)鍵的一步就是監(jiān)測報警,報告及時,將會為后續(xù)的防護洗消提供大量數(shù)據(jù)情報,有效地提高防護效率。大氣中存在干擾氣體的情況下,會影響化學毒劑的識別。論文在傅里葉變換光譜檢測原理和大氣紅外吸收光譜的基礎上,對采集到的沙林模擬劑甲基膦酸二甲酯的紅外光譜數(shù)據(jù)進行了基線校正、特征提取和定量分析。首先,針對測量過程中產(chǎn)生的緩慢變化的基線漂移,采用自適應迭代重加權(quán)懲罰最小二乘算法對實驗測得的甲基膦酸二甲酯紅外光譜信號進行基線校正,該方法能夠得到平滑度較好的擬合基線漂移信號,使得校正后的光譜信息最大限度的逼近原始光譜,而且保真度達到了99.06%以上。其次,針對甲基膦酸二甲酯、反-2丁烯、1,3-丁二烯和丙烯和隨機噪聲混合氣體具有的非高斯性、非線性高維度特征,將上述四種氣體和隨機噪聲信號都看作待測組分考慮,利用基于高階統(tǒng)計量的快速獨立成分分析方法將各組分分離出來,并且對傳統(tǒng)的快速獨立成分分析進行迭代改進,提高了收斂速度。然后,采用極限學習機建立了各成分的濃度校正模型,并且針對定量模型進行了參數(shù)優(yōu)化。最后,對理論提出的方法進行了實驗驗證。用搭建好的實驗系統(tǒng)采集甲基膦酸二甲酯、反-2丁烯、1,3-丁二烯和丙烯的混合氣體做實驗分析。通過參數(shù)調(diào)節(jié)優(yōu)化定量分析模型,同時結(jié)合定量模型的精度對特征提取方法進行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明,優(yōu)化的快速獨立成分分析分離相似度達到0.9748,且速度平均提高0.05s,參數(shù)優(yōu)化后各組分定量模型的精度均能達到0.9846以上。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.33

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本文編號：1255509