發(fā)布時(shí)間：2017-12-05 16:42

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

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【摘要】：化學(xué)武器具有超強(qiáng)的毒殺性和致命性,它不但能長(zhǎng)時(shí)間的以多種染毒方式產(chǎn)生作用,還能以毒氣形式借助風(fēng)雨擴(kuò)散,對(duì)人類(lèi)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(xué)武器防護(hù),主要包括：監(jiān)測(cè)報(bào)警、銷(xiāo)毀、防護(hù)、洗消、救護(hù)。其中最關(guān)鍵的一步就是監(jiān)測(cè)報(bào)警,報(bào)告及時(shí),將會(huì)為后續(xù)的防護(hù)洗消提供大量數(shù)據(jù)情報(bào),有效地提高防護(hù)效率。大氣中存在干擾氣體的情況下,會(huì)影響化學(xué)毒劑的識(shí)別。論文在傅里葉變換光譜檢測(cè)原理和大氣紅外吸收光譜的基礎(chǔ)上,對(duì)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(jìn)行了基線校正、特征提取和定量分析。首先,針對(duì)測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生的緩慢變化的基線漂移,采用自適應(yīng)迭代重加權(quán)懲罰最小二乘算法對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的甲基膦酸二甲酯紅外光譜信號(hào)進(jìn)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(hào),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(dá)到了99.06%以上。其次,針對(duì)甲基膦酸二甲酯、反-2丁烯、1,3-丁二烯和丙烯和隨機(jī)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(jī)噪聲信號(hào)都看作待測(cè)組分考慮,利用基于高階統(tǒng)計(jì)量的快速獨(dú)立成分分析方法將各組分分離出來(lái),并且對(duì)傳統(tǒng)的快速獨(dú)立成分分析進(jìn)行迭代改進(jìn),提高了收斂速度。然后,采用極限學(xué)習(xí)機(jī)建立了各成分的濃度校正模型,并且針對(duì)定量模型進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化。最后,對(duì)理論提出的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。用搭建好的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)分析。通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)優(yōu)化定量分析模型,同時(shí)結(jié)合定量模型的精度對(duì)特征提取方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化的快速獨(dú)立成分分析分離相似度達(dá)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(dá)到0.9846以上。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O657.33

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本文編號(hào)：1255509