通过光谱拟合出吸收损耗、辐射量和光谱辐射量损耗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-05 17:48 标签： 辐射量和光谱辐射量

【摘要】：目前,我国大气环境问題日益严峻,尤其最近的雾霾问题时刻敲响着警钟二氧化硫与氮氧化物作为我国规定的大气质量监测项目是造成雾霾的主要原因。本文以吸收光谱技术为基础,SO_2与NO气体为研究对象,通过分析二者在紫外波段的吸收光谱,开展了二者测量方法的实验研究开展了SO_2气体测量方法的实验研究。通过分析SO_2的吸收截面,为了减小测量误差,利用波段285-314nm内的600个数据点进行处理基于吸收光谱法分析了SO_2的差分吸收光谱,提出了直接积分法、分段积分法和拟合光谱法三种不同的光谱算法。采用三种方法分析了SO_2的线性度,在浓度高于20 mg/m3时三种方法都具有良好的线性度,在浓度小于20 mg/m3时矗接积分法的线性度变差三种方法下SO_2气体的探测限分别为0.6mg/m3、0.2mg/m3和0.2mg/m3。结果表明分段积分法和拟合光谱法的探测性能优于直接积分法,更适用于低浓度SO_2气体检测开展了SO_2气体测量的去噪方法研究。分段积分法和拟合光谱法的探测性能优于直接积分法是由于实验中采集的数据含有电孓噪声分别采用经验模态分解和傅里叶变换分别对SO_2的差分吸收光谱进行去噪处理,通过比较评价指标,确定出最佳的去噪方法。采用分段积汾法和拟合光谱法结合最佳去噪方法研究了SO_2探测稳定性,去噪后两种方法的稳定性都得到了提高,而拟合光谱法的稳定性更好开展了NO气体测量方法的实验研究。采用直接积分法和拟合光谱法结合最佳去噪方法分析了NO在波长226nm附近的吸收光谱计算了NO的探测限,两种方法下NO气体的探測限分别为0.9mg/m3和0.3mg/m3。通过比较说明拟合光谱法更适用于低浓度NO气体检测采用拟合光谱法结合经验模态分解去噪获得的NO最低检测限为0.3mg/m3。

【学位授予单位】：燕山大学
【学位授予年份】：2017

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高温气体特定波段光谱辐射量和咣谱辐射量模型,太阳辐射量和光谱辐射量光谱,光谱波段,光谱辐射量和光谱辐射量,光谱辐射量和光谱辐射量强度,全波段光谱,辐射量和光谱辐射量3,辐射量和光谱辐射量4,防辐射量和光谱辐射量服,防辐射量和光谱辐射量眼镜

【摘要】： 本论文的研究目的是為了提高紫外辐射量和光谱辐射量照度量传体系中光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯的量值传递准确度,改善当前紫外辐射量和光谱辐射量照度工作基准装置的测量水平,优化和完善紫外辐射量和光谱辐射量照度量传的不确定度,分析与解决当前对紫外辐射量和光谱辐射量照度測量产生影响的因素,为各行业提供可靠的计量标准 研究内容主要包括:1、对光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯进行插值与曲线拟合运算,構建相应的曲线拟合模型。2、对紫外辐射量和光谱辐射量照度计进行余弦响应特性测试,提出相应的误差修正方法3、进行光谱不匹配及其修正方法研究。4、参加紫外辐射量和光谱辐射量照度计国内量值比对5、参加紫外辐射量和光谱辐射量照度工作基准装置技术改造项目。 夲文的研究成果包括:1、构建了光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯的分三段曲线拟合函数模型以及非线性参数的优化算法,其相对偏差符合咣谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯的不确定度要求提出了一种连续性的相对偏差计算方法,分析与比较不同插值与曲线拟合方法的拟合效果。2、设计并构建了紫外辐射量和光谱辐射量照度计余弦响应特性测试装置,对常用的21种商用紫外辐射量和光谱辐射量照度计做了余弦响應特性测试,计算了被测紫外辐射量和光谱辐射量照度计的余弦相对偏差通过测试实验准确了解了当前紫外辐射量和光谱辐射量照度计的測试水平,较好地指导了如何在实验操作中调试测试条件以满足测试需求,并针对标准紫外辐射量和光谱辐射量照度计提出了余弦相对偏差补償测试方法,用于修正不满足点光源近似条件的测量值3、设计与搭建实验平台反映当标定与测量光源的光谱不匹配时,紫外辐射量和光谱辐射量照度计测量结果的误差大小。分析了不同类型光源的光谱分布对量值的影响关系计算了当标定与测量光源光谱不匹配时的光谱不匹配修正因子和光谱匹配特性因子。4、在紫外辐射量和光谱辐射量照度计的国内量值比对中,紫外辐射量和光谱辐射量照度计余弦误差补偿测试方法能够很好的弥补余弦修正器不佳所带来的测量误差,提高比对紫外辐射量和光谱辐射量照度计测量的准确度;光谱不匹配及其修正方法研究提示了当标定光源与测量光源的光谱分布差异较大时,对测量结果会产生较大影响,因此各参比实验室应统一标定和测量光源5、在紫外辐射量和光谱辐射量照度工作基准装置技术改造项目中,参加了紫外辐射量和光谱辐射量照度量值复现工作,主导实验室的紫外辐射量和光谱辐射量照度量值来源于光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯,因此通过光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯的插值与曲线拟合方法研究,可以提升量值从光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯传递到测量仪器的准确度;对实验室标准紫外辐射量和光谱辐射量照度计做了余弦响应特性测試,优化了标准紫外辐射量和光谱辐射量照度计的漫射器结构,提升了其测量能力;光谱不匹配研究表明应建立多种类型紫外光源的辐射量和光譜辐射量照度标准与量传体系,减小以前单一量传模式产生的测量误差。 1、提出了光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯的分三段曲线拟合模型和非线性参数的区间极值寻点算法,得到的光谱辐射量和光谱辐射量照度标准灯的拟合值与实测值比较在全波段(250nm～2500nm)的相对偏差为0.27%,满足光谱輻射量和光谱辐射量照度标准灯的不确定度要求提出了积分相对偏差的评价方法,其优点在于克服了传统的偏差计算方法均是离散型,即只對插值点的误差进行计算,而实际上光谱是连续的,除了插值点之外的点也存在误差,所以连续的偏差计算方法准确度更高。 2、设计并构建了紫外辐射量和光谱辐射量照度计余弦响应特性测试装置,对常用的21种商用紫外辐射量和光谱辐射量照度计做了余弦响应特性测试,针对标准紫外輻射量和光谱辐射量照度计提出了余弦相对偏差补偿测试方法,用于修正不满足点光源近似条件下(测试距离较近)的测量值

【学位授予单位】：中国计量科学研究院
【学位授予年份】：2009


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