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傅里叶变换在差分吸收光谱技术气体浓度计算中的应用
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 时间:0
  • 分类:X831[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510640, [2]华南理工大学化学科学与工程学院,广东广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(20875033)和广东省科技计划项目(2005B33303001)资助
中文摘要:

在实际测量得到的气体吸收光谱中,发现大多数气体的吸收光谱具有明显的周期性,而傅里叶变换正是用来寻求信号的频率特征。在加窗的条件下,通过对不同气体的吸收光谱进行傅里叶变换,来寻求光谱信号对应的特征频率。在数据分析过程中,发现这样一个规律:在气体吸收光谱经傅里叶变换后的频谱图中,其对应特征频率的幅值与所测的气体浓度成明显的线性对应关系。因此,提出一种新的差分吸收光谱浓度解析方法,即利用气体吸收光谱傅里叶变换后其对应特征频率的幅值与浓度的关系,建立一种浓度反演计算的线性关系式,从而由气体吸收光谱傅里叶变换后特征频率的幅值直接求出气体的浓度。该方法完全摆脱了差分吸收光谱技术的理论基础,大大减少了光谱分析和气体浓度反演计算的过程,是一种值得进一步去探究的光谱分析方法。

英文摘要:

Being an analysis tool of high sensitivity,high resolution,multicomponents,real-time and fast monitoring,the differential optical absorption spectrometry(DOAS) is becoming a new method in atmosphere pollution monitoring.In the DOAS technique,many gases spectra have periodicity evidently,such as those from SO2,NO,NH3 and NO2.Aiming at three kinds of main air-polluted gases,i.e.SO2,NO and NO2 in atmosphere,the DOAS technique is used to monitor them,and Fourier transform is used to analyse the above-mentioned absorption spectra.Under the condition of Hanning Windows,Fourier transforma is used to process various gases spectra which have periodicity.In the process,the value of the characteristic frequency has a linearity relation to the gas concentration.So a new analysis method of DOAS is proposed,which is utilizing the relation between the value of the characteristic frequency and the gas concentration to deduce a linearity formula to calculate the gas concentration.So the value of the characteristic frequency can be used to get the gas concentration.For the gases with evident spectrum periodicity,such as SO2 and NO,this method is good.But for some gases with periodicity not evident,the error in the calculated concentration is beyond the allowable value.So in this method,the important process is frequency separation.It is also the main part in the future study.In a word,this method frees itself from the basic theory in the DOAS technique,cuts down on the process of the concentration calculation and the spectral analysis,and deserves further study.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642