本文選題：太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)　切入點(diǎn)：混合氣體　出處：《光譜學(xué)與光譜分析》2017年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)(THz-TDS)是近十多年發(fā)展起來的一種新的遠(yuǎn)紅外光譜技術(shù),在氣體研究方面有了一定進(jìn)展,尤其是對(duì)極性氣體,而對(duì)非極性氣體研究較少。本文以干餾氣、天然氣以及各種沼氣的主要成分CH_4,C_2H_6和C_3H_8氣體(非極性氣體)為研究對(duì)象,首先對(duì)CH_4,C_2H_6和C_3H_8三種純氣進(jìn)行測量,利用THz-TDS技術(shù)得到其太赫茲頻域譜和相位譜,然后將其以不同比例、不同種類混合成二元?dú)怏w,進(jìn)一步研究混合氣體的頻域譜和相位譜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CH_4,C_2H_6對(duì)太赫茲波的吸收很小而C_3H_8對(duì)太赫茲波有一定的吸收,這與C_3H_8極性增強(qiáng)的物理特性相符合。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)烷烴混合氣體的壓強(qiáng)和各成分濃度的定量分析,本文利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)上述二元混合體系的太赫茲頻域譜進(jìn)行分析,對(duì)訓(xùn)練集和預(yù)測集分別計(jì)算了混合氣體的壓強(qiáng)和各成分濃度的預(yù)測值與實(shí)際值的相關(guān)系數(shù),訓(xùn)練集和預(yù)測集的相關(guān)系數(shù)取值分別為0.994~0.999和0.981~0.993。研究表明,利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)結(jié)合BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)烷烴混合氣體的壓強(qiáng)和各成分濃度的定量分析,使THz-TDS技術(shù)在氣體領(lǐng)域研究范圍更加廣闊。
[Abstract]:Terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) is a new kind of far infrared spectroscopy technology developed in recent more than 10 years, there is a great progress in gas research, especially for the polar gas, while the non-polar gas research. This paper takes shale gas, main component of natural gas and biogas CH_4 C_2H_6 and C_3H_8 gas (nonpolar gas) as the research object, firstly, CH_4, C_2H_6 and C_3H_8 three kinds of pure gas were measured, the terahertz spectrum and phase spectrum obtained by THz-TDS technology, and then in different proportion, different kinds of mixed gas of two yuan, the frequency domain for further research of mixed gas spectrum and phase spectrum. The experimental results show that CH_4, C_2H_6 on the terahertz wave absorption is very small and the C_3H_8 has certain absorption on the terahertz wave, and the polarity of C_3H_8 enhanced physical properties consistent. In order to realize the pressure of the mixed gas and the alkane Quantitative analysis of concentration, the frequency of the two THz mixture spectrum analysis using BP artificial neural network method, the training set and the prediction correlation coefficient of prediction of pressure of mixed gas and the concentration of each component of the value and the actual value to calculate the correlation coefficient values were set, training set and prediction set respectively. 0.994~0.999 and 0.981~0.993. indicated that the combination of BP artificial neural network mathematical method can realize the quantitative analysis of the pressure of mixed gas and the alkane component concentration by terahertz time-domain spectroscopy, the THz-TDS technology research in the gas field is more broad.

【作者單位】： 中國石油大學(xué)(北京)油氣光學(xué)探測技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家重大科學(xué)儀器專項(xiàng)項(xiàng)目(2012YQ140005) 中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)2015年度科技指導(dǎo)計(jì)劃項(xiàng)目(2014-01-06) 中國石油大學(xué)(北京)優(yōu)秀青年教師研究項(xiàng)目(2462015YQ0603)資助
【分類號(hào)】：O433.4

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本文編號(hào)：1600591